رویای سلول‌های مصنوعی با ماده زنده



رشد سلول‌ها به تولید سلول‌های مصنوعی که می‌توانند با ماده‌ای زنده باشند، نزدیک‌تر شده‌اند.

به گزارش ایسنا و به نقل از سایت الرت، پژوهشگران چند دهه است که مجذوب فرآیند تقسیم سلولی است که فرآیندی بسیار پیچیده است که با ترکیبی دقیق از اجزای هدایت می‌شود. آنها برای درک بهتر این پدیده تلاش کرده‌اند و سلول‌های مصنوعی ایجاد می‌کنند که طبیعت را تقلید می‌کنند.

در چه مدتی طول می‌کشد تا سلول‌های مصنوعی کاملاً کاربردی داشته باشیم، مطالعه‌ای که توسط محققین موسسه موادی لایب‌نیتس انجام شد، این هدف را یک گام به انجام نزدیک‌تر کرده است.

این مطالعه ادغام تشکیلات تقسیم سلولی در سلول‌های مصنوعی را می‌کند که یک پیشرفت در این زمینه است. این پژوهش در این موسسه توسط سزار رودریگز-امنگر(César Rodriguez-Emmenegger) هدایت شد.

تقلید تقسیم سلولی باکتریایی

ایجاد سلول‌های مصنوعی که عملکردها و رفتارهای بیولوژیکی را تقلید می‌کنند، یکی از بزرگترین چالش‌ها در زمینه مواد الهام گرفته شده از زیست‌شناسی است. پژوهشگران برای ایجاد سلول‌های مصنوعی، غشاهای سلولی را تکثیر کردند که می‌توانند با ماشین‌های تقسیم سلولی فعال (دیویزوم-divisome) بدون از دست دادن عملکردشان تعامل داشته باشند.

دیویزوم یک سیستمی بسیار پیچیده است که وظیفه تقسیم سلولی در باکتری‌ها را بر عهده دارد. یک حلقه‌ی دیویزوم در اطراف وسط سلول ایجاد می‌کند که سپس سلول را منقبض می‌کند و به دو نیم تقسیم می‌کند.

دیویزوم در چالشی که حل نشده بود، اکنون با وجود سلول غشایی با همان قدرت و پویایی مانند غشاهای طبیعی کار می‌کند.

اگر غشاء ضخامت مناسبی نباشد، پرورش‌های تقسیم شده به هم نمی‌چسبند. از طرفی، رابطه و دافعه بین‌ها و غشاء نیز بسیار مهم است. در نهایت، غشاء باید بسیار متحرک، پذیرفتن و پایدار باشد تا بتواند در برابر تعداد دفعات وارد شده توسط پرورش‌ها به آن مقاومت کند.

پژوهشگران برای غلبه بر این، بلوک‌های ساختمانی ماکرومولکولی طراحی کردند و آن‌ها را طوری برنامه‌ریزی کردند که در غشاء جمع‌آوری شوند و به شیوه‌هایی از پیش تعیین‌شده با تقسیم‌بندی‌ها بپردازند. این موضوع به گروه پژوهشی اجازه داد تا تقسیم‌بندی را در سلول‌های مصنوعی به دقت بازتولید کنند.

پیش از این پژوهشگران سعی کردند این روند را در سیستم‌های مختلف تقلید کنند، اما تنها موفق شدند که این سیستم از لیپیدها – اجزای طبیعی سازنده غشای سلولی – ساخته شده بود.

پروفسور هرمان، معاون مدیر علمی موسسه لایب‌نیتس به همراه گروه پروفسور رودریگز-امنگر توسعه پلیمرهای شانه‌های مرتبط یونی را نشان داد که در آب به صورت خودآرا به شکل وزیکول‌هایی با ضخامت غشای زیست‌تقلید جمع می‌شوند. آنها نام این ترکیبات یونی را i-combisomes گذاشتند.

آن‌ها سپس با گرفتن سلول‌های باکتریایی زنده ادغام، سلول‌های پیرامونی آن‌ها در غشای مصنوعی، ترکیب‌های ترکیبی از گیاهان ایجاد می‌کنند که نقطه عطفی است که هرگز محقق نشده است.

درجه شباهت زیاد در i-combisomes، قابلیت تنظیم ترکیب شیمیایی و بیولوژیکی غشاء و ترکیب شدن با ماده زنده به طور بالقوه می‌تواند به سلول‌های مصنوعی با عملکردهای پیشرفته تبدیل شود.

راهی جدید برای پیشرفت پزشکی

سلول‌های مصنوعی را می‌توان برنامه‌ریزی کرد که عملکردهایی را انجام دهند که سلول‌های طبیعی نمی‌توانند آن‌ها را انجام دهند و در زیست‌پزشکی فرصت‌های زیادی را می‌توان انجام داد.

به عنوان مثال، یک سلول مصنوعی می‌تواند برای یک سلول ایمنی ایجاد شود و به طور دقیق روی سلول‌های سرطانی عمل کند یا می‌تواند منجر به افزایش اثربخشی درمانی و کاهش عوارض جانبی سمی داروها شود.

همچنین می‌توان از یک سلول مصنوعی برای احساس تغییرات در بدن استفاده کرد و با آزادسازی ترکیبات ضروری برای یک بدن سالم مانند انسولین واکنش نشان داد.

نتایج این مطالعه در مجله Advanced Materials منتشر شده است.

انتهای پیام



منبع