ستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعال

نانوسنسورهایی که چربی را در سلول های زنده تشخیص می دهند

سنسورهای در اندازه نانو توسط محققان دانشگاه Weill Cornell Medicine و مرکز Memorial Sloan Kettering Cancer Center توسعه یافت که می تواند لیپیدها، یا مولکول های چربی را در قسمت های ویژه ای درون سلول های زنده اندازه بگیرد. این سنسورها برای توسعه درمان های جدید و درمان تعدادی از بیماری ها، حائز اهمیت هستند. چربی ها از جمله کلسترول، وقتی به سلول ها وارد می شوند توسط ساختارهایی به نام لیزوزوم شکسته می شوند. وقتی که لیزوزوم ها نتوانند این چربی ها را از بین ببرند، آن ها تجمع یافته و باعث آسیب به بافت ها می شوند. این مسئله در بیماری هایی نظیر کبد چرب، تصلب شرایین، بیماری های زوال سیستم عصبی همچون آلزایمر، و حتی سرطان اتفاق می افتد. دکتر دنیل هلر گفت: «اندازه گیری مقدار لیپیدهای ذخیره شده درون لیزوزوم ها، مخصوصا در سلول های زنده مشکل است. ما فکر می کنیم که وسیله ای را توسعه داده ایم که می تواند به محققان، در مطالعه نحوه پردازش چربی در سلول کمک کند.»

 

نانوسنسورهایی که چربی را در سلول های زنده تشخیص می دهند

تصاویر مادون قرمز از نانوسنسورها و لیپید درون سلول های زنده

این مقاله در مجله ACS Nano به چاپ رسیده است که در آن دکتر هلر و همکارانش یک نانوسنسور طراحی کرده اند که می تواند به درستی، میزان چربی لیزوزومی در سلول های زنده را اندازه بگیرد. سنسور مورد بحث، از یک فیبر کربنی کوچک تشکیل شده است، که به آن نانولوله کربنی اطلاق می شود، که در حدود 1/100,000ام قطر موی انسان است. نانولوله درون توالی خاصی از DNA پیچیده شده است آن را به لیپیدها حساس می کند. نانولوله های کربنی،می توانند نور مادون قرمز نزدیک را در پاسخ به یک محرک ساطع کنند، که باعث مفید بودن آن ها به عنوان یک بیوسنسور می شود. دکتر جنا می گوید: «ما این نانولوله را طوری مهندسی کرده ایم که به چربی حساس باشد. درنتیجه وقتی مولکول های چربی به مجاورت نانولوله ها بیایند، بر اثر تغییرات سنسور نور ساطع خواهد شد.» محققان سنسورهای نانولوله ای را به سلول های انسانی درون پتری دیش افزودند. سنسورهای برداشت شده به لیزوزوم سلول ها وارد شدند. وقتی که چربی به لیزوزوم ها وارد شود، محققان، با استفاده از یک دوربین مخصوص، تغییر رنگ فلورسنت نانولوله ها را مشاهده می کنند، که وارد طول موج های کوتاه تر نور می شوند.» دکتر هلر افزود: «نانولوله های کربنی رنگی را ساطع می کنند که توسط چشم قابل مشاهده نیست، اما وقتی که در میان مولکول های چربی قرار بگیرند، رنگشان تغییر می یابد.» دکتر هلر، در ایجاد پتنت حاصله از این تحقیق همکاری داشته است.

 

نانوسنسورهایی که چربی را در سلول های زنده تشخیص می دهند

نقشه ای از محتوای چربی اندازه گیری شده توسط نانوسنسورهای درون لیزوزوم های سلول زنده که رنگ آبی نشانگر بیشتر بودن میزان چربی و قرمز نشانگر کمتر بودن آن است.

محققان همچنین دریافتند که سنسورها قادر خواهند بود کمتر دن میزان چربی سلول ها را هم تشخیص دهند.آن ها سلول ها را از فردی مبتلا به بیماری Niemann-Pick نوع C، یک اختلال ژنتیکی نادر، برداشت کردند، که لیپیدها در این سلول ها تجمع یافته بودند و آن ها را در معرض دارو برای درمان بیماری قرار دادند. توماس گالاسی گفت: «ما دریافتیم که سنسور می تواند سلول هایی را که درمان شده اند و در حال بیرون ریختن کلسترول هستند را، مشاهده کنند.» نکته مهم این است که سنسورهای نانولوله ای، هیچ اثر منفی روی سلول ها ندارد. محققان بر این باورند که نانوسنسورها می توانند در کشف داروهای جدید، برای بیماری هایی که تجمع چربی در آن ها پیچیده است، استفاده کرد. دکتر هلر اذعان داشت: «درمان های معدودی برای این چنین بیماری ها وجود دارد. در حوزه کشف و توسعه دارو، راه های زیادی برای مشاهده تجمع لیپید در سلول های زنده و حیوانات وجود ندارد. اگر ما بخواهیم بدانیم که یک دارو چگونه عمل می کند، دانستن اطلاعات در مورد تجمع لیپید موثر خواهد بود.»

 

نانوسنسورهایی که چربی را در سلول های زنده تشخیص می دهند

تصویر یک نانولوله کربنی

کلیک ها: 66
ستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعال

کشف نانوذراتی که به گسترش سلول های سرطانی کمک می کنند

محققان دانشگاه Weill Cornell Medicine سیستم پیام رسانی سلولی جدیدی را کشف کردند، که ممکن است چگونگی نحوه انتخاب مکان های متاستاز توسط سلول های سرطانی را، آشکار کند. در مقاله ای که توسط این محققان در مجله Nature Cell Biology به چاپ رسید، نشان دادند که چگونه با استفاده از تکنیکی موسوم به تقسیم بندی جریان میدانی نامتقارن (AF4) می توان ذراتی در مقیاس نانو, به نام اگزوزوم ها، را مرتب کنند. اگزوزوم ها توسط سلول های سرطانی ترشح شده و حاوی DNA، RNA، چربی و پروتئین است. این تکنیک اجازه داد که محققان بتوانند دو زیرگروه مجزای اگزوزوم ها را جدا نمایند و نانوذرات جدیدی، به نام اگزومرها را کشف کنند.

 

کشف نانوذراتی که به گسترش سلول های سرطانی کمک می کنند

دکتر دیوید لیدن از محققان پروژه می گوید: «ما دریافتیم که اگزومرها غالب ترین ذراتی هستند که توسط سلول های سرطانی ترشح می شوند. آنها از لحاظ ساختار و عملکرد، از اگزوزوم ها مجزا و از نظر اندازه، کوچکتر هستند. اگزومرها عمدتا با سلول های مغز استخوان و کبد ادغام می شوند، که در آنجا سبب تغییر عملکرد ایمنی و متابولیسم داروها می شوند. این یافته اخیر ممکن است توضیح دهد که چرا بعضی از بیماران سرطانی، حتی در مقابل کوچک ترین مقدار دوز داروهای شیمی درمانی به دلیل سمیت، توانایی تحمل ندارند.»

اگزومرها اندازه ای کمتر از 50 نانومتر داشته، درحالیکه اگزوزوم های کوچک اندازه ای بین 60 تا 80 نانومتر دارند و اگزوزوم های بزرگ 90 تا 120 نانومتر هستند. دکتر هایینگ ژانگ از محققان پروژه می گوید: «اگزوزوم ها و اگزومرها در ویژگی های زیست فیزیکی هم با یکدیگر تفاوت دارند، مانند سختی و بار الکتریکی، که روی رفتارشان درون بدن تاثیر می گذارد. ذرات سختتر، راحتتر توسط سلول ها برداشت می شوند که اگزومرها سختتر از اگزوزوم ها هستند و درنتیجه پیامرسان های موثرتری، برای انتقال اطلاعات تومور به سلول های گیرنده می باشند.»

 

کشف نانوذراتی که به گسترش سلول های سرطانی کمک می کنند

اگزوزوم ها(نقاط سفید رنگ) و اگزومرها (بنفش و زرد رنگ) ترشح شده توسط سلول های توموری ملانوما

همچنین اگزوزوم ها و اگزومرها به روش متفاوتی روی سرطان تاثیر دارند. اگزومرها آنزیم های متابولیک را به کبد حمل می کنند. یافته ها پیشنهاد می کند که آن ها کبد را هدف "برنامه ریزی مجدد" قرار می دهند تا عملکرد متابولیک آن را هماهنگ با پیشرفت سرطان کنند. اگزومرها، همچنین فاکتورهای انعقادی خون را به کبد حمل می کنند، جایی که آن ها احتمالا نقش طبیعی کبد در تنظیم انعقاد را مهار می کنند. در مقابل، مطالعات می گوید که اگزوزوم های بزرگ احتمالا باعث متاستاز به گره های لنفاوی می شود، درحالیکه اگزوزوم های کوچک متاستاز به مناطق دور را حمایت می کنند.

دانشگاه Cornell اقدام به ثبت پتنت این تکنولوژی کرده اند که در مجله Nature Cell Biology چاپ شده است. محققان در حاضر در حال بررسی هستند تا دریابند که این انواع مختلف از پیامرسان ها چگونه توسعه می یابند، دقیقا چه مولکول هایی را حمل می کنند، و اینکه نقش آن ها در اندام های هدفشان چیست. دکتر ژانگ گفت: «فهم ویژگی های آن ها ممکن است به درک بهتر محققان، در نحوه تاثیر اگزومرها و اگزوزوم ها روی رشد و متاستاز به سایر اندام ها، همچنین نقش آن ها در دیگر بیماری ها کمک کند.

اگزوزوم ها و اگزومر ها در مایعات بدن، از جمله مایعات لنفاوی قابل ردیابی است، که می توان از آن به عنوان بیومارکر برای تشخیص اولیه سرطان یا بیماری های دیگر استفاده کرد. دکتر لیدن بیان کرد: «براساس یافته های ما، قدم بعدی اندازه گیری اگزوزوم ها و اگزومرها در نمونه های پلاسما است تا به پیش بینی اندام هایی که ممکن است هدف متاستاز باشند، کمک کند.»

 

کشف نانوذراتی که به گسترش سلول های سرطانی کمک می کنند

کلیک ها: 62
ستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعالستاره غیر فعال

مطالب علمی را در این صفحه دنبال کنید. 

کلیک ها: 2