شبیه‌سازی مسیرهای سیگنالینگ سلولی ، هیدروژل به عنوان یک سیستم دارورسانی

✅ هیدروژل‌های فراوانی با هدف کنترل رهایش مولکول‌های سیگنالینگ برای سیستم‌های دارورسانی ساخته ‌شده است. اما هنوز سنتز هیدروژلی با توانایی کنترل رهایش مولکول‌های سیگنالینگ به صورت دوره‌ای تحت شرایط فیزیولوژیکی همان‌طور که سلول‌ها در پاسخ به تغییرات متابولیکی عمل می‌کنند، چالش‌برانگیز است. هدف از این پژوهش، مطالعه سیستم جدید biomimetic هیدروژلی چندکاره است با توانایی کوتاه‌کردن فرآیندهای انتقال سیگنال‌های سلولی، دارورسانی، تنظیم سلولی، سنجش مولکولی و داروهای تجدیدپذیر.

? محققان دانشگاه Penn State سیستمی مصنوعی با هیدروژل طراحی کرده‌اند که سیگنال شیمیایی را دریافت می‌کند و پروتئین مربوطه را رها می‌سازد. تحریک بیشتر از طریق سیگنال شیمیایی همچنان باعث ایجاد پاسخ می‌شود.

? هیدروژل شبکه‌ای از زنجیره‌های پلیمری است که آب را به خود جذب می‌کند و می‌تواند برای شبیه‌سازی بافت‌های بیولوژیکی به کار رود.

? بسیاری از سیستم‌ها در سلول و بدن انسان با مسیرهای سینگالینگ پایه‌ریزی شده‌اند. معروف‌ترین آن گلوکز است، مولکول کوچکی که رهایش انسولین را موجب می‌شود.

? هیدروژل، ساخته‌شده از پلی‌اتیلن گلیکول که دارای سازگاری زیستی است، حاوی دو نوع DNA است. یکی از آن دو یک آپتامر (aptamer) است، رشته‌ای کوتاه از DNA متصل به ماده‌ای که خواهان رهایش آن در سلول هستیم. در مورد گلوکز و انسولین آپتامر به انسولین متصل می‌شود، همان دارویی که خواهان رهایش آن هستیم. نوع دیگر آن مولکول دو‌رشته‌ای DNA است که به متابولیت سیگنالی، گلوکز، متصل می‌شود و رهایش را آغاز می‌کند.

? هنگامی که مولکول سیگنالی به DNA دورشته می‌رسد، DNA به دو تک‌رشته تبدیل می‌شود. یکی به مولکول سیگنالینگ متصل می‌شود و دیگری به سمت آپتامر می‌رود و آن را وادار می‌کند تا پروتئین متصل به خودش را رها کند. سپس پروتئین می‌تواند وارد سلول شود و فعالیت خود را انجام دهد.

? محققان سیستم هیدروژلی adenosine-PDGF-BB را نیز بررسی کرده‌اند و دریافته‌اند که بدون سیگنال شیمیایی میزان رهایش پروتئین سیگنالینگ به وسیله هیدروژل بسیار ناچیز است. هنگامی که از سیگنال شیمیایی، adenosine، استفاده کردند، هیدروژل ۲۸ درصد از پروتئین سیگنالینگ هدف، PDGF-BB (یک فاکتور رشد مشتق‌شده از پلاکت)، را رها کرد. سیستم این مسیر را تکرار می‌کند تا آنجا که دیگر پروتئین سیگنالینگ برای رهایش وجود نداشته باشد. محققان هنوز نمی‌دانند چگونه پروتئین‌ها را بازیابی کنند. مواد مشابه آدنوزین، مانند گوانوزین و اوره، رهایش PDGF-BB از هیدروژل را موجب نمی‌شوند.

? این سیستم فعلاً در پتری دیش با استفاده از سلول‌های ماهیچه‌ای صاف بررسی شده است. اما در آینده بر روی موجود زنده نیز بررسی خواهد شد.

? ترجمه: ریحانه خالقی

✅ لینک خبر

✅ لینک مقاله

✅ عضویت در زیست فن پزشکی مولکولی

✅ عضویت در کانال زیست فن

شبیه‌سازی مسیرهای سیگنالینگ سلولی ، هیدروژل به عنوان یک سیستم دارورسانی – اخبار زیست فناوری