نانوموتورها به عنوان کاوشگرهایی برای حس کردن محیط سرطان
نانوموتورها به عنوان کاوشگرهایی برای حس کردن محیط سرطان
یک تیم میانرشتهای از محققان موسسه علوم هند (IISc) از یک مدل تومور سهبعدی و نانوموتورهای مغناطیسی برای بررسی ریزمحیط سلولهای سرطانی استفاده کردهاند.
این تیم متشکل از محققانی از مرکز علوم و مهندسی نانو (CeNSE) و دپارتمان تولید مثل، توسعه و ژنتیک مولکولی (MRDG) است.
در کار خود که در مجله Angewandte Chemie منتشر شده است، این تیم نانوموتورهای مارپیچی را از راه دور از طریق یک میدان مغناطیسی خارجی به واسطه مدل تومور هدایت کردند تا تغییرات در محیط سلولی را حس، نقشهبرداری و کمیسازی کنند.
این مدل شامل سلولهای سالم و سرطانی است که در یک ماتریس غشای پایه بازسازیشده قرار گرفتهاند و محیط سرطان سینه را تقلید میکنند.
این مطالعه، روش جدیدی را برای هدف قرار دادن سلولهای سرطانی با مانور دادن نانوموتورها در داخل تومور و انتظار برای قرارگیری آنها در مجاورت محل سرطانی برجسته میکند.
دبیان داسگوپتا، نویسنده همکار و دانشجوی دکترا در CeNSE، میگوید: «ما سعی کردیم نانوموتورها را به سمت سلولهای سرطانی در یک مدل تومور هدایت کنیم و مشاهده کردیم که آنها به ماتریکس نزدیک سلولهای سرطانی میچسبند، اما این موضوع در نزدیکی سلولهای طبیعی مشاهده نشد.»
ماتریکس خارج سلولی (ECM) یک شبکه پیچیده سهبعدی از پروتئینها و کربوهیدراتها است که توسط سلولهای زنده به همسایگی آنها ترشح میشود.
با این حال، هنگامی که سلولهای سرطانی مواد تازهای را به ECM ترشح میکنند، ترکیب شیمیایی و فیزیکی ECM بومی اطراف سلولهای سالم را مختل میکند و محیط محلی را تخریب میکند.
بنابراین، درک چگونگی تغییر ریزمحیط سلولی به دلیل سلولهای سرطانی و اندازهگیری کمی این تغییرات میتواند در درک پیشرفت سرطان حیاتی باشد.
در مطالعه حاضر، محققان کشف کردند که با نزدیک شدن نانوموتورها به غشای سلول سرطانی، آنها بیشتر از سلولهای طبیعی به ماتریکس میچسبند.
برای اندازهگیری میزان قدرت اتصال نانوموتورها به ماتریس، تیم تحقیقاتی قدرت میدان مغناطیسی مورد نیاز برای غلبه بر نیروی چسبندگی و حرکت به جلو را محاسبه کرد.
«این بدان معناست که سلولهای سرطانی کاری انجام میدهند. بنابراین، ما اندازهگیریهایی انجام دادیم و کشف کردیم که [نیروی چسبندگی] به نوع سلولها، قدرت تعامل و همچنین اینکه نانوموتور به کدام سمت سلول نزدیک میشود، بستگی دارد.»
این را آمباریش گوش، دانشیار CeNSE و یکی از نویسندگان ارشد توضیح میدهد.
«در نهایت، ما واقعاً یک ویژگی فیزیکی از یک محیط بیولوژیکی مهم را کشف کردیم.»
دلیل اینکه به نظر میرسد نانوموتورها بهتر به سلولهای سرطانی میچسبند، ECM باردار آنهاست.
محققان دریافتند که این ممکن است به دلیل وجود اسید سیالیک با پیوند ۲،۳ باشد، یک مولکول متصل به قند که بار منفی به محیط سلول سرطانی میدهد.
آنها توزیع این قندها را با استفاده از نشانگرهای فلورسنت تجسم کردند و دریافتند که اسیدهای سیالیک تا ۴۰ میکرومتر از سطح سلول سرطانی توزیع شدهاند، همان فاصلهای که نانوموتورها چسبندگی قوی را تجربه کردهاند.
برای مقابله با این اثر چسبندگی، تیم تحقیقاتی نانوموتورها را با پرفلوئورواکتیل تری اتوکسی سیلان (PFO) پوشش دادند که آنها را از محیط باردار محافظت میکرد. نانوموتورهای پوشش داده شده به ماتریس نزدیک سلولهای سرطانی نمیچسبیدند، در حالی که موتورهای بدون پوشش به ماتریس میچسبیدند و این واقعیت را تأیید میکرد که ریزمحیط سرطانی با بار منفی با نانوموتورهای ورودی تعامل دارد و آنها را بیحرکت میکند.
رامری بات، استادیار MRDG و یکی از نویسندگان ارشد، میگوید: «آنچه به عنوان یک شگفتی زیبا بود این بود که در چنین محیطی، متوجه شدیم که سلولهای سرطانی تهاجمی با چسبناکتر کردن و غنیتر کردن خود از قندهای باردار خاص، محیط اطراف خود را بازسازی میکنند. این شارژ میتواند به طور بالقوه برای هدف قرار دادن و از بین بردن جمعیتهای کوچکی از سلولهای سرطانی که در میان همتایان طبیعی خود پنهان شدهاند، مورد استفاده قرار گیرد، که برای این منظور ما این مطالعات را به حیوانات زنده گسترش میدهیم.»
تاریخ:1404/10/14
مهسا نعمتی
