Նանոտեխնոլոգիան եւ Ցողունային բջիջների կիրառումը

Կենսատեխնոլոգիաների եւ բիոտեխնոլոգիական հետազոտությունների նորագույն երակների շարքում են բույսի բջիջները օգտագործող կենսաբժշկական բուժումը (ինչպես, օրինակ, բուժական կլոնավորում): Նույնիսկ վերջերս էլ գիտնականները սկսել են գտնել ամուսնանալու երկու ուղիներ: 2003 թ.-ից սկսած, գիտական ​​ամսագրերում կուտակվում են նանոտեխնոլոգիաների եւ ցողունային բջիջների օրինակները: Չնայած ցածր բջիջների հետազոտության մեջ նանոտեխնոլոգիաների հնարավոր ծրագրերը անթիվ են, դրանց օգտագործման համար կարող են նշանակվել երեք հիմնական կատեգորիա.

Որոշ nanoparticles- ն օգտագործվել է 1990 թվականից ի վեր, այնպիսի ծրագրերի համար, ինչպիսիք են կոսմետիկ / մաշկի խնամքի մատակարարումը, դեղերի առաքումը եւ պիտակավորումը: Քիմիական կետերը, ածխածնային նանոտուբը եւ մագնիսական նանոպլաստիկները, սոմատիկ բջիջների կամ միկրոօրգանիզմների վրա տարբեր փորձանմուշների փորձարկումները ապահովել են ֆոնին, որից սկսվել է ցողունային բջիջների հետազոտությունը: Մի քիչ հայտնի փաստ է, որ նանոիբիբերի պատրաստման առաջին արտոնագիրը արձանագրվել է 1934 թ.-ին: Այս մանրաթելերը, ի վերջո, դառնում են ցողունային բջիջների մշակման եւ փոխպատվաստման համար փորվածքների հիմքը, ավելի քան 70 տարի անց:

Տեսողական ծագում ունեցող բջիջները `օգտագործելով ՄՌՀ եւ ՍՊԻ-ի մասնիկներ

Մագնիսային ռեզոնանսային պատկերման (ՄՌ) համար նանոարտադրիչների կիրառման հետազոտությունը առաջ է քաշել ցողունային բջիջների բուժման անհրաժեշտությունը: Այս կիրառության համար ընդհանուր ընտրությունը սուպերամամագնիսական երկաթի օքսիդ է (SPIO) nanoparticles, ինչը մեծացնում է MRI պատկերների հակադրությունը:

Որոշ երկաթե օքսիդներ արդեն հաստատվել են FDA- ի կողմից: Մասնիկների տարբեր տեսակները ծածկված են արտաքին պոլիմերներով, սովորաբար, ածխաջրածինով: ՄՌԻ մակնշումը կարող է կատարվել նանոպլաստիկները բջիջների բջիջների մակերեւույթին միացնելով կամ առաջացնելով էնդոկիտոզ կամ ֆագոտիտոզով ցողունային բջիջների մասնիկը:

Nanoparticles- ը օգնել է ավելացնել մեր գիտելիքները, թե ինչպես են ցողունային բջիջները ներխուժում նյարդային համակարգում:

Պայթեցնելով քվանտային կետերը

Քվանտային կետերը (Qdots) նանոտեխնոլոգիաների բյուրեղները են, որոնք արտացոլում են լույսը եւ բաղկացած են պարբերական սեղանի II-VI խմբերի ատոմներից, որոնք հաճախ ներառում են կադմիում: Նրանք ավելի լավ են պատկերացնում բջիջները, քան որոշ այլ տեխնիկա, ինչպիսիք են ներկանյութերը, իրենց photostability եւ երկարակեցության պատճառով: Սա նաեւ թույլ է տալիս իրենց օգտագործումը բջջային դինամիկայի ուսումնասիրության համար, իսկ ցողունային բջիջների տարբերակումը շարունակվում է:

Qdots- ն ունենալու է ավելի ցածր ռեկորդ `ցեմենտի բջիջների օգտագործման համար, քան SPIO / MRI- ը եւ մինչ այժմ օգտագործվում է միայն vitro- ում, քանի որ հատուկ սարքերի պահանջարկը դրանք ամբողջ կենդանիների հետեւելու համար:

Գենետիկ վերահսկողության Nucleotide Delivery

ԴՆԹ-ի կամ siRNA- ի օգտագործմամբ գենետիկական վերահսկողությունը առաջանում է որպես բջիջների բջիջներում բջջային գործառույթների վերահսկման օգտակար գործիք, հատկապես նրանց տարբերակման ուղղությամբ: Nanoparticles կարող են օգտագործվել փոխարինելու ավանդաբար օգտագործվող վիրուսային վեկտորները, ինչպիսիք են retroviruses, որոնք ենթարկվել են բարդություններ է ամբողջ օրգանիզմների, ինչպիսիք են inducing mutations առաջացնում քաղցկեղ. Nanoparticles- ն առաջարկում է ցածր բջիջների փոխադրման համար ավելի թանկ, ավելի հեշտ արտադրող վեկտոր, որն ավելի ցածր է իմունոգենության, mutagenicity կամ toxicity ռիսկով:

Հանրաճանաչ մոտեցումն այն է, որ օգտագործեն կատիոնային պոլիմերները, որոնք համագործակցում են ԴՆԹ-ի եւ ՌՆԹ-ի մոլեկուլների հետ: Գոյություն ունի նաեւ խելացի պոլիմերների մշակման համար նախատեսված առանձնահատկություններ, ինչպիսիք են նպատակային առաքումը կամ պլանավորումը : Առանձին ֆունկցիոնալ խմբերով ածխածնային նանոտյուները նույնպես փորձարկվել են թմրամիջոցների եւ նուկլեինաթթուների առաքման համար մեմբարենային բջիջների մեջ, սակայն դրանց օգտագործումը ցողունային բջիջներում մեծ չափով չի հետազոտվել:

Օպտիմալացնել ցողունային բջիջների միջավայրը

Ցողունային բջիջների հետազոտության մեջ զգալի տարածքի ուսումնասիրություն այն է, որ արտանետվող միջավայրը եւ բջիջներից դուրս գտնվող պայմանները ազդանշաններ են ուղարկում տարբերակման, միգրացիայի, կեղծիքի եւ այլ գործողությունների վերահսկման համար: Արտատպելային մաթրիկան ​​(ECM) բաղկացած է մոլեկուլներից, որոնք ներկված են բջիջների կողմից, ինչպիսիք են կոլագենը, էլաստինը եւ proteoglycan: Այս արտազատման առանձնահատկությունները եւ դրանց ստեղծած շրջակա միջավայրի քիմիան ապահովում են ցողունային բջիջների գործունեության ուղղություն:

Nanoparticles- ը օգտագործվել է տարբեր մոդելավորված տեղազուրկների համար, որոնք նմանեցնում են ԵԿՄ-ին, ցողունային բջիջների վրա դրանց ազդեցությունը ուսումնասիրելու համար:

Ցողունային բջիջների բուժման հետ կապված խոշոր բարդությունը եղել է ներարկած բջիջների ձախողումը `թիրախային հյուսվածքների արգելման համար: Nanoscale- ի փայտե բլոկները բարելավում են բջիջների գոյատեւումը `օգնելու արգելման գործընթացին: Նանոիբիբրերները պտտվում են սինթետիկ պոլիմերներից, ինչպիսիք են poly (lactic թթու) (PLA) կամ կոլագենի, մետաքսի սպիտակուցի կամ chitosan բնական պոլիմերները, ապահովում են ալիքների եւ նախածին բջիջների հավասարեցման ուղիները: Հիմնական նպատակն է պարզել, թե ինչ է փայլուն կազմը լավագույն նպաստում է ցողունային բջիջների պատկանելության եւ բազմացմանը եւ այդ մեթոդն օգտագործել ցողունային բջիջների փոխպատվաստումների համար: Սակայն, կարծես, նանոֆիբրերի վրա աճող բջիջների մորֆոլոգիան կարող է տարբերվել մյուս լրատվամիջոցների վրա աճող բջիջներից, եւ մի քանիսը հայտնաբերվել են vivo հետազոտություններով:

Nanoparticle թունավորությունը բջիջների առաջացման համար

Ինչպես բոլոր կենսաբազմազան հայտնագործությունները, այդ ծրագրերի համար օգտագործումը nanoparticles in vivo (մարդկանց) պահանջում է հաստատման FDA. Nanoparticles- ի ցողունային բջիջների կիրառման համար պոտենցիալի հայտնաբերման արդյունքում հայտնաբերվել է կլինիկական փորձարկումների աճող պահանջարկ `փորձարկելու նոր հայտնագործությունները եւ աճող հետաքրքրություն նանոտարցելի թունանյութի նկատմամբ :

SPIO nanoparticles- ի թունավորությունը մեծամասամբ ուսումնասիրվել է: Մեծ մասի համար նրանք չեն հայտնաբերվել թունավոր, բայց մեկ ուսումնասիրություն է առաջացրել ցողունային բջիջների տարբերակման վրա: Այնուամենայնիվ, դեռեւս որոշակի անորոշություն կա, թե արդյոք թունավորությունը առաջացրել է նանոպլաստիկա կամ փոխադրման գործակալ / բարդ:

Թունավորման տվյալները Qdots- ի համար հազվադեպ են, բայց ինչ տվյալներ կան բոլորը համաձայն չեն: Որոշ հետազոտություններ ցույց են տալիս, որ ոչ մի բացասական ազդեցություն ցողունային բջիջների մորֆոլոգիայի, տարածման եւ տարբերեցման վրա, իսկ մյուսները `անանուն: Փորձարկման արդյունքների տարբերությունները կարող են վերագրվել նանոարտադրիչների կամ թիրախային բջիջների տարբեր բաղադրիչներին, հետեւաբար, ավելի շատ հետազոտություններ անհրաժեշտ են, թե ինչն է անվտանգ եւ այն, թե ոչ, եւ ինչ տեսակի բջիջների համար: Հայտնի է, որ օքսիդացված կադմիումը (Cd2 +) կարող է թունավոր լինել, քանի որ այն ազդում է բջիջների միտոխոնդրիային վրա: Դա ավելի բարդ է Qdot- ի դեգրադացիայի ընթացքում ռեակտիվ թթվածնի տեսակների թողարկմամբ:

Ածխածնի նանոտուբը կարծես ընդհանուր առմամբ գենոտոքսիկ է, կախված դրանց ձեւից, չափից, կոնցենտրացիայից եւ մակերեսային կազմից եւ կարող է նպաստել բջիջներում ռեակտիվ թթվածնի տեսակների գեներացնողին:

Nanoparticles- ը խոստումնալից գործիքներ են նոր բիոմեդիկային տեխնիկայի համար, դրանց փոքր չափերի եւ բջիջների ներթափանցման շնորհիվ: Քանի որ հետազոտության առաջընթացը շարունակում է ավելացնել մեր ցողունային բջիջների գործառույթները վերահսկող գործոնների մասին մեր գիտելիքները, հավանական է, որ հայտնաբերվի նոր բջիջներ նանոտարների համար, համակցված ցողունային բջիջների հետ: Թեեւ ապացույցները ենթադրում են, որ որոշ դիմումներ կստանան ավելի օգտակար կամ ավելի անվտանգ, քան մյուսները, գոյություն ունի խոշոր պոտենցիալ, օգտագործելու nanoparticles- ը բջջային տեխնոլոգիաների բարելավման եւ բարելավման համար:

Աղբյուրը `

> Ferreira, L. et al. 2008. Նոր հնարավորություններ. Նանոտեխնոլոգիաների օգտագործումը ցողունային բջիջների մանիպուլյացիայի եւ հետեւելու համար: Բջջային ցողունային բջիջ 3: 136-146: doi: 10.1016 / j.stem.2008.07.020: