تطبيقات الجسيمات النانوية وتطبيقات الخلايا الجذعية

التطبيقات التي تجمع بين الجسيمات النانوية والخلايا الجذعية

تعد تقنية النانو والعلاجات الطبية الحيوية التي تستخدم الخلايا الجذعية (مثل الاستنساخ العلاجي) من بين أحدث عروق أبحاث التكنولوجيا الحيوية. وحتى مؤخرا، بدأ العلماء في إيجاد طرق للزواج بين الاثنين. ومنذ عام 2003 تقريبا، تراكمت أمثلة على تكنولوجيا النانو والخلايا الجذعية مجتمعة في المجلات العلمية. في حين أن التطبيقات المحتملة لتكنولوجيا النانو في أبحاث الخلايا الجذعية لا تعد ولا تحصى، يمكن تعيين ثلاث فئات رئيسية لاستخدامها:

- <>>

• تتبع أو وضع العلامات
• تسليم
• سقالات / منصات

بعض الجسيمات النانوية المستخدمة منذ 1990، لتطبيقات مثل التجميل / العناية بالبشرة التسليم، تسليم المخدرات ووضع العلامات. وقد وفرت التجارب مع أنواع مختلفة من الجسيمات النانوية مثل النقاط الكمومية والأنابيب النانوية الكربونية والجسيمات النانوية المغناطيسية، على الخلايا الجسدية أو الكائنات الحية الدقيقة، الخلفية التي تم من خلالها إطلاق أبحاث الخلايا الجذعية. ومن الحقائق المعروفة قليلا أن أول براءة اختراع لإعداد ألياف النانو سجلت في عام 1934. هذه الألياف سوف تصبح في نهاية المطاف أساس السقالات لزراعة الخلايا الجذعية وزرع - بعد 70 عاما.

- > تصوير الخلايا الجذعية باستخدام جزيئات التصوير بالرنين المغناطيسي و سبيو

تم البحث عن تطبيقات الجسيمات النانوية ل

التصوير بالرنين المغنطيسي من خلال الحاجة إلى تتبع علاجات الخلايا الجذعية . وهناك خيار شائع لهذا التطبيق هو أكسيد الحديد سوبيرباراماجنيتيك (سبيو) النانوية، مما يعزز تباين الصور التصوير بالرنين المغناطيسي. وقد تم بالفعل الموافقة على بعض أكاسيد الحديد من قبل ادارة الاغذية والعقاقير. يتم طلاء أنواع مختلفة من الجسيمات مع البوليمرات المختلفة في الخارج، وعادة الكربوهيدرات. يمكن أن يتم وضع العلامات بالرنين المغناطيسي عن طريق ربط الجسيمات النانوية إلى سطح الخلية الجذعية أو التسبب في امتصاص الجسيمات عن طريق الخلايا الجذعية من خلال الإلتقام أو البلعمة.

ساعدت الجسيمات النانوية على إضافة معرفتنا لكيفية ترحيل الخلايا الجذعية في الجهاز العصبي.

وضع العلامات باستخدام النقاط الكمومية

النقاط الكمومية (كدوتس) هي بلورات نانوية الحجم تنبعث منها الضوء وتتألف من ذرات من المجموعات من الثاني إلى السادس من الجدول الدوري، وغالبا ما تتضمن الكادميوم. هم

أفضل لتصور الخلايا من بعض التقنيات الأخرى مثل الأصباغ، بسبب قابليتها للضوء وطول العمر. هذا يسمح أيضا استخدامها لدراسة الديناميات الخلوية في حين تمايز الخلايا الجذعية في التقدم. لدى قوتس سجل أقصر للاستخدام مع الخلايا الجذعية من سبيو / مري ولم تستخدم إلا في المختبر حتى الآن، وذلك بسبب متطلبات المعدات الخاصة لتتبعها في الحيوانات بأكملها.

النوكليوتيد التسليم للتحكم الجيني

الضوابط الوراثية، باستخدام الحمض النووي أو سيرنا، آخذة في الظهور كأداة مفيدة ل

السيطرة على وظائف الخلوية في الخلايا الجذعية، لا سيما لتوجيه التمايز.ويمكن استخدام الجسيمات النانوية لتحل محل النواقل الفيروسية المستخدمة تقليديا، مثل الفيروسات القهقرية، التي تورطت في إحداث مضاعفات في كائنات كاملة مثل تحريض الطفرات المؤدية إلى السرطان. تقدم الجسيمات النانوية ناقلا أقل تكلفة وأكثر سهولة للإنتاج من أجل ترنسفكأيشن الخلايا الجذعية، مع خطر أقل من المناعية، الطفرات أو السمية. النهج الشعبي هو استخدام البوليمرات الموجبة التي تتفاعل مع جزيئات الحمض النووي و رنا. هناك أيضا مجال لتطوير البوليمرات الذكية، مع ميزات مثل

تسليم المستهدفة أو المقرر الافراج . كما تم اختبار الأنابيب النانوية الكربونية مع مجموعات وظيفية مختلفة لتوصيل الأدوية والحمض النووي إلى خلايا الثدييات، ولكن لم يتم التحقيق في استخدامها إلى حد كبير في الخلايا الجذعية. تحسين بيئة الخلايا الجذعية

هناك مجال كبير للدراسة في أبحاث الخلايا الجذعية هو أن البيئة خارج الخلية، وكيف أن الظروف خارج الخلية ترسل إشارات للسيطرة على التمايز والهجرة والتصاق وغيرها من الأنشطة.

المصفوفة خارج الخلية (إسم) ، يتكون من جزيئات تفرزها الخلايا مثل الكولاجين والإيلاستين والبروتيوغليكان. خصائص هذه الإفرازات والكيمياء للبيئة التي تخلق، وتوفير التوجيه لأنشطة الخلايا الجذعية. وقد استخدمت الجسيمات النانوية في تصميم طوبوغرافيات مزخرفة مختلفة تحاكي إسم، لدراسة آثارها على الخلايا الجذعية.

كان أحد المضاعفات الرئيسية التي واجهتها مع العلاجات الخلايا الجذعية فشل الخلايا المحقونة في إنغرافت إلى الأنسجة المستهدفة. النانو

السقالات تحسين بقاء الخلية بواسطة مساعدة إنغرافتينغ العملية. الألياف النانوية المنسوجة من البوليمرات الاصطناعية مثل بولي (حمض اللاكتيك) (بلا)، أو البوليمرات الطبيعية من الكولاجين، بروتين الحرير أو الشيتوزان، وتوفير قنوات لمحاذاة الجذعية والخلايا السلف. الهدف النهائي هو تحديد ما السقالة تكوين أفضل يعزز التصاق السليم وانتشار الخلايا الجذعية واستخدام هذه التقنية لزرع الخلايا الجذعية. ومع ذلك، يبدو أن مورفولوجيا الخلايا التي تزرع على ألياف النانو قد تختلف عن الخلايا التي تنمو على وسائل الإعلام الأخرى، وعدد قليل من الدراسات في الجسم الحي قد تم الإبلاغ عنها. سمية الجسيمات النانوية إلى الخلايا الجذعية

كما هو الحال مع جميع الاكتشافات الطبية الحيوية، يتطلب استخدام الجسيمات النانوية لهذه التطبيقات

في الجسم الحي (في البشر) موافقة إدارة الأغذية والعقاقير. مع اكتشاف إمكانات الجسيمات النانوية لتطبيقات الخلايا الجذعية، وقد جاء الطلب المتصاعد على التجارب السريرية لاختبار الاكتشافات الجديدة وزيادة الاهتمام في سمية جسيمات متناهية الصغر. وقد تم دراسة سمية

سبيو النانوية إلى حد كبير. في معظم الأحيان، فإنها لم تظهر سامة، ولكن دراسة واحدة قد اقترح تأثير على التمايز الخلايا الجذعية. ومع ذلك، لا يزال هناك بعض الشكوك حول ما إذا كانت السمية سببها الجسيمات النانوية أو عامل ترنسفكأيشن / المركب. البيانات السمية ل

كوتس هي نادرة، ولكن ما هي البيانات هناك لا يتفقون جميعا.لا تشير بعض الدراسات إلى أي آثار ضارة على مورفولوجيا الخلايا الجذعية، وانتشارها والتمايز، في حين أن تقارير أخرى تشير إلى تشوهات. الاختلافات في نتائج الاختبار يمكن أن تعزى إلى تركيبات مختلفة من الجسيمات النانوية أو الخلايا المستهدفة، لذلك هناك حاجة إلى مزيد من البحوث لتحديد ما هو آمن وما هو غير ذلك، وعن أنواع الخلايا. ما هو معروف هو أن الكادميوم المؤكسد (Cd2 +) يمكن أن يكون ساما بسبب تأثيره على الميتوكوندريا من الخلايا. ومما يزيد من تعقيد هذا الإفراج عن أنواع الأكسجين التفاعلية خلال تدهور كدوت. يبدو أن الأنابيب النانوية الكربونية

تسمم الجينات بشكل عام، اعتمادا على شكلها وحجمها وتركيزها وتركيبها السطحي، وقد تساهم في توليد أنواع الأكسجين التفاعلية في الخلايا. الجسيمات النانوية هي أدوات واعدة للتقنيات الطبية الحيوية الجديدة، نظرا لصغر حجمها وقدرتها على اختراق الخلايا. ومع استمرار التقدم في الأبحاث لزيادة معرفتنا بالعوامل التي تتحكم في وظائف الخلايا الجذعية، فمن المرجح أن يتم اكتشاف تطبيقات جديدة للجسيمات النانوية، بالتنسيق مع الخلايا الجذعية. في حين تشير الأدلة إلى أن بعض التطبيقات سوف تتحول إلى أن تكون أكثر فائدة، أو أكثر أمنا، من غيرها، وهناك إمكانات هائلة لاستخدام الجسيمات النانوية لتعزيز وتحسين تقنيات الخلايا الجذعية.

المصدر:

فيريرا، L. إت آل. 2008. فرص جديدة: استخدام التكنولوجيات النانوية للتلاعب بالخلايا الجذعية وتتبعها. خلية الخلايا الجذعية 3: 136-146. دوي: 10. 1016 / j. إيقاف. 2008. 07. 020.