צוות בינלאומי בראשות חוקרים מאוניברסיטת הירושימה פיתח דרך חדשה לזהות שינויים עדינים בשלבים מוקדמים בקולגן העור האנושי לפני שמופיעים סימנים גלויים של נזק. המחקר, שפורסם ב ACS Nano ב-16 ביולי 2026, חושף כי הארגון המולקולרי והכיראליות העל-מולקולרית – או הידידות המבנית – של הקולגן העורי קורסים לפני הידלדלות או פיצול בפועל של רשת הסיבים הנראית לעין.
קולגן הוא חומר היררכי היוצר רשת מאורגנת מאוד, התומכת במבנה העור ובחוזק המכני. שיטות הדמיה מסורתיות יכולות לזהות בקלות הידרדרות גלויה, כגון דילול סיבים או אובדן קישוריות. עם זאת, כשלים מבניים אלה מייצגים שלבים מאוחרים של שיפוץ רקמות.
דרך אחת לחשוב על הממצאים שלנו היא ששיטות הדמיה קונבנציונליות יכולות להראות את ה"לבנים" של מבנה קולגן, אך הן עלולות להחמיץ שינויים עדינים באופן שבו הלבנים הללו מסודרות. זה דומה לזיהוי שינויים בסידור המילים והמשפטים בספר לפני שעמודים כלשהם נראים פגומים או חסרים".
עלי היידר, המחבר הראשון של המחקר ועמית מחקר בוגר, המכון הבינלאומי לקיימות באוניברסיטת הירושימה עם מטה כיראל מסוקס (WPI-SKCM²)
כדי לחשוף את הדפוסים הנסתרים הללו, הצוות שילב הדמיה אופטית מתקדמת עם ספקטרוסקופיה כירופטית, לרבות דיכרואיזם מעגלי של קרינת סינכרוטרון ואקום-אולטרה סגול (SR-VUVCD) ודיכרואיזם מעגלי רטט בלייזר קוונטי רב מימדי (MultiD-QCL-VCD). מסגרת זו אפשרה להם למפות הן את נוכחות הקולגן והן את הקוהרנטיות המבנית הכיראלית שלו באותו קטע רקמה פיזית בדיוק.
התוצאות הדגימו ניתוק מובהק בין מסת הקולגן לסדר המבני: דגימות רקמות שמרו על תכולת הקולגן בתפזורת והכיסוי שלהן גם לאחר שקוהרנטיות הכיריאליות העל-מולקולרית הבסיסית שלהן התדרדרה בצורה חמורה.
"המסר המרכזי של מאמר זה הוא שאין לראות בקולגן רק כרשת סיבים גלויה אלא כחומר היררכי שתפקידו תלוי בארגון על פני סולמות אורך מרובים", אמר Katsuya Inoue, פרופסור ב-WPI-SKCM² שהוא אחד המחברים המקבילים למחקר. "המחקר שלנו מראה ששיטות קורלטיביות מתקדמות יכולות לחשוף שינויים בארגון הנסתר הזה שאינם ניכרים ממורפולוגיה בלבד."
מטרת החוקרים היא להקים מסגרת מקיפה המשלבת כיראליות מולקולרית, ארגון על-מולקולרי וארכיטקטורת רקמות מקרוסקופית. זה יכול לספק תובנות לגבי התערבויות רפואיות, ריפוי פצעים ותכנון ביו-חומר, מה שיאפשר לחוקרים להעריך את שלמות הרקמה לפני שמתרחש התמוטטות מקרוסקופית בלתי הפיכה.
המחקר נערך על ידי עלי היידר, יוסוקה קוצ'י, אנדרו ק. שולץ, קויה אאויאמה, אייקו סאדה, היסקו סאטו, אליזבטה מטסומוטו, מלקולם קדווואלה, קואיצ'י מטסו וקאטסויה אינואה. המחברים מייצגים שיתוף פעולה רב-תחומי ברחבי אוניברסיטת הירושימה (כולל WPI-SKCM², בית הספר לתארים מתקדמים למדעים והנדסה, מרכז המחקר של כיראליות ומכון המחקר למדעי קרינת סינכרוטרונים), מכון מקס פלנק למערכות אינטליגנטיות, אוניברסיטת קיושו, אוניברסיטת קוממוטו, אוניברסיטת איימה, המכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה ואוניברסיטת גלזגו. יחד, שיתוף הפעולה הזה משתרע על פני יפן, גרמניה, ארצות הברית ובריטניה, ומפגיש מומחיות מכל העולם.
עבודה זו נתמכה על ידי WPI-SKCM², Institut Henri Poincaré, LabEx CARMIN וקרן אלכסנדר פון הומבולדט.
