تولید هیدروژل‌های هوشمند دارورسان با الهام از گیت‌های منطقی ریاضی
✅ محققین بین‌المللی با الهام از منطق «بولین» در ریاضی و گیت‌های منطقی‌اش، موفق به ساختن بسته‌های هیدروژل دارورسانی شده‌اند که در واکنش به شرایط محیط، اقدام به آزادسازی دارو می‌کنند.
?درمان‌های دارویی میتوانند زندگی را نجات دهند، اما گاهی اوقات نیز هزینه‌های ناخواسته‌ای را به مردم تحمیل می‌کنند. برای مثال درمان‌هایی که پاتوژن‌ها و تومورها را هدف قرار می‌دهند میتوانند به سلول‌های سالم نیز آسیب برسانند.
?دانشمندان به‌منظور کاهش این آسیب جانبی، مدت‌ها به دنبال سیستم‌های دارورسان خاص بوده‌اند. برای مثال پکیجی که بتواند دارو را در خود نگه دارد و تا زمانی که به محل درمان (یک تومور، یک عضو بیمار یا یک محل عفونی) نرسیده، آن را آزاد نکند.
?دانشمندان دانشگاه واشنگتن در یک مقاله منتشرشده در مجله Nature Chemistry اعلام کرده‌اند که آن‌ها سیستم تحویل دارویی را مبتنی بر مواد بیولوژیکی جدید- که به‌عنوان هیدروژل شناخته می‌شوند – ساخته و مورد آزمایش قرار داده‌اند که یک بافت خاص را محصور کرده و داروی موجود در خود را تنها زمانی که شرایط فیزیولوژیکی خاصی ایجاد شود، آزاد خواهند کرد.
?این شرایط یا نشانه‌های محیطی میتوانند شامل حضور یک آنزیم یا مثلا شرایط اسیدی باشند که ممکن است در محیط میکروسکوپی تومور یافت شوند.
به‌این‌ترتیب محققان میتوانند بسته‌های مختلفی را ایجاد کنند که در پاسخ به ترکیبات منحصربه‌فرد به‌عنوان نشانه‌های محیطی، دارورسانی نمایند.
?این تیم پژوهشی، به ریاست کول دی فورست، استادیار دانشگاه واشنگتن به انجام تحقیق پرداخته‌اند. این محقق می‌گوید: «این هیدروژل با استفاده از اصول مشابه منطق ریاضی طراحی شده است. استراتژی مدولاسیون که ما توسعه داده‌ایم، اجازه می‌دهد که مواد بیولوژیکی فوق مانند کامپیوترهای خودمختار عمل کنند.»
این محقق می‌افزاید: «این هیدروژل‌ها را می‌توان برای انجام محاسبات پیچیده‌ای برنامه‌ریزی کرد که بر اساس ورودی‌های انحصاری است که توسط محیط محلی فراهم شده‌اند. این عملیات مبتنی بر منطق پیشرفته، بی‌سابقه است و مسیر جدید و هیجان‌انگیزی را در پزشکی دقیق حاصل می‌کند.»
?گفتنی است بیش از ۹۰ درصد هیدروژل‌ها آب هستند و باقی‌مانده‌ی آن‌ها از شبکه‌های پلیمری بیوشیمیایی تشکیل‌شده است. هیدروژل‌ها میتوانند برای حمل انواع داروها مانند محصولات دارویی، سلول‌های خاص یا مولکول‌های سیگنالینگ برای اهداف مختلفی مثل تحویل دارو و یا حتی مهندسی بافت سه‌بعدی برای پیوند به بیماران طراحی شوند.
?کلید نوآوری تیم پژوهشی فوق آن است که هیدروژل‌ها سنتزی بوده‌اند. هنگامی‌که محققان شبکه پلیمری را که حاوی مواد بیولوژیکی هستند، ساختند، آن‌ها شامل گیت‌های کراس‌لینک بودند که برای باز کردن و انتشار محتوای هیدروژل در پاسخ به نشانه‌های مشخص‌شده توسط کاربر، طراحی شده بودند.
دی فورست و تیم او این گیت‌های هیدروژل را با استفاده از اصول ساده منطق بولین در ریاضی ساخته‌اند که بر روی ورودی دستورات دوتایی و سادۀ «YES» ، «NO» و «OR» استوار است.
?ترجمه: محمدرضا دلفیه
☑ لینک خبر
☑ لینک مقاله
☑ عضویت در زیست فن پزشکی مولکولی
☑عضویت در کانال زیست فن
