روش جدید می تواند انتقال آنتی اکسیدان ها به سلول های بنیادی را متحول کند

با افزایش سن، بدن ما در طول زمان در فرآیندی به نام پیری تغییر می کند و تحلیل می رود. سلول های بنیادی، که توانایی منحصر به فرد تغییر به انواع سلول های دیگر را دارند، پیری را نیز تجربه می کنند، که در هنگام تلاش برای حفظ کشت های سلولی برای استفاده درمانی، مشکل ایجاد می کند. مولکول‌های زیستی تولید شده توسط این کشت‌های سلولی برای داروها و درمان‌های مختلف مهم هستند، اما هنگامی که سلول‌ها به حالت پیری وارد می‌شوند، تولید آنها را متوقف می‌کنند و بدتر از آن، مولکول‌های زیستی متضاد با این داروها تولید می‌کنند.

در حالی که روش هایی برای حذف سلول های پیرتر در یک کشت وجود دارد، نرخ جذب پایین است. به گفته رایان میلر، دانشجوی فوق دکتری در آزمایشگاه هیونجون کنگ (رهبر M-CELS/EIRH/RBTE)، پروفسور مواد شیمیایی، به جای حذف سلول های قدیمی، در وهله اول از ورود سلول ها به پیری جلوگیری می شود. و مهندسی زیست مولکولی

ما با سلول های بنیادی مزانشیمی کار می کنیم که از بافت چربی مشتق شده اند و مولکول های زیستی را تولید می کنیم که برای درمان ضروری هستند، بنابراین می خواهیم کشت های سلولی را سالم نگه داریم. در یک محیط بالینی، راه ایده‌آل برای جلوگیری از پیری این است که محیطی را که این سلول‌های بنیادی در آن قرار دارند، برای کنترل حالت اکسیداتیو آماده کنیم. با آنتی اکسیدان‌ها می‌توانید سلول‌ها را از این حالت پیری خارج کنید و کاری کنید که مانند یک سلول بنیادی سالم رفتار کنند.

رایان میلر، دانشجوی فوق دکترا در آزمایشگاه هیونجون کنگ

در حالی که درمان سلول‌ها با آنتی‌اکسیدان‌ها می‌تواند پیری را به تأخیر بیندازد، روش‌های فعلی تحویل آنتی‌اکسیدان دارای کاستی‌های زیادی هستند، از جمله تنوع زیادی در میزان آزادسازی دارو در طول زمان و بین سلول‌ها. با این حال، مطالعه‌ای که اخیراً توسط آزمایشگاه‌های کنگ و هی-سان هان (GNDP/IGOH)، استادیار شیمی، با میلر به عنوان نویسنده اول، منتشر شده است، روش جدیدی را برای رساندن آنتی‌اکسیدان به سلول‌های بنیادی توصیف می‌کند که قابل اعتماد و طولانی است. ماندگار است و تنوع را به حداقل می رساند.

روش جدید از آنتی اکسیدان ها به شکل کریستال های تثبیت شده با پلیمر استفاده می کند. روش‌های سنتی کریستال‌ها را در راکتورها رشد می‌دهند، اما با استفاده از میکروسیال‌ها، فناوری‌ای که به محققان اجازه می‌دهد با مقادیر بسیار کمی مایع کار کنند، محققان می‌توانند کریستال‌هایی بسازند که همگی اندازه و دوز مشابهی دارند و تنوع در آزادسازی دارو بین سلول‌ها را به حداقل می‌رسانند. با میکروسیال‌ها، هر قطره به‌عنوان یک راکتور کوچک عمل می‌کند، به طوری که می‌توانیم کریستال‌های کوچک، با اندازه‌های مشابه و مجزا را به دست آوریم، که تنوع در سرعت رهاسازی دارو را به حداقل می‌رساند. میلر گفت. علاوه بر این، کریستال‌ها با سرعت کمتری نسبت به روش‌های سنتی حل می‌شوند و در طول زمان آزاد شدن دارو را یکنواخت می‌کنند و مدت اثربخشی دارو را افزایش می‌دهند.

هان توضیح داد: «ما متوجه شدیم که تنوع محدود در مشخصات آزادسازی دارو بسیار مهم است. زمانی که داروهایی را اضافه می‌کنید که در آب حل می‌شوند، این دوره ترکیدن وجود دارد که در آن مقدار زیادی از مواد به یکباره در مایع حل می‌شوند، و نه خیلی دیرتر. غلظت های مورد نیاز.”

کنگ توضیح داد: زمانی که آنتی اکسیدان های معمولی در آب یا مایعات بیولوژیکی ریخته می شوند، فعالیت حیاتی خود را در عرض شش ساعت از دست می دهند. اما کریستال آنتی اکسیدانی جدید حداقل به مدت دو روز فعال زیستی باقی می ماند، بنابراین می توانیم مدت زمان مصرف دارو را افزایش دهیم و همچنین دفعات افزودن آنتی اکسیدان ها به محیط کشت سلولی را کاهش دهیم. این امر تنوع در نوع را به حداقل می رساند. از بین مولکول‌های زیستی که سلول‌های بنیادی تولید می‌کنند و تکرارپذیری محصول را بهبود می‌بخشد، که یکی از بزرگترین چالش‌های تولید زیستی در حال حاضر است.

افزایش طول مدت اثربخشی دارو به این معنی است که کشت سلول های بنیادی را می توان برای مدت طولانی تری از حالت پیری خارج کرد، که منجر به برداشت بیشتر مولکول های زیستی مورد نیاز برای درمان می شود. میلر همچنین می‌گوید این روش می‌تواند برای درمان‌های سلول‌های بنیادی مشتق شده از بیمار مورد استفاده قرار گیرد، جایی که از مولکول‌های زیستی بدن خود بیمار برای کمک به بیماری‌های بافتی مختلف، مانند جراحات یا بیماری‌ها استفاده می‌شود.

میلر توضیح داد: «وقتی به جای بیمار از بیومولکول‌های اهداکنندگان استفاده می‌کنیم، این می‌تواند تأثیر میزبان داشته باشد. “در حالت ایده‌آل، ما سلول‌های بنیادی را از بیماری که تحت درمان خود داریم برداشت می‌کنیم، آن‌ها را در یک بیورآکتور رشد می‌دهیم، و آن بیومولکول‌ها را برای آن درمان جمع‌آوری می‌کنیم. این برای فردی که 20 سال دارد به خوبی جواب می‌دهد، اما اگر یک بیمار مسن را تصور کنیم، آن‌ها.” جمعیت زیادی از این سلول‌های پیری خواهیم داشت که مولکول‌های زیستی مرتبط از نظر درمانی را ترشح نمی‌کنند. اگر بتوانیم آن سلول‌ها را از آن حالت خارج کنیم و مانند یک سلول سالم رفتار کنند، می‌توانیم سلولی بسیار بزرگ‌تر داشته باشیم. بار مولکول های زیستی مربوط به درمان برای بیمار.”

این تیم می‌گوید در حالی که می‌خواهند روند تولید زیستی را بهبود ببخشند، در حال حاضر کاربردهای بالقوه زیادی برای این روش علاوه بر تحویل کنترل‌شده آنتی‌اکسیدان‌ها به کشت سلول‌های بنیادی وجود دارد. بیشتر سلول‌ها پیری را تجربه می‌کنند، بنابراین این تکنیک را می‌توان در سایر کشت‌های سلولی مهم در پزشکی و درمانی به کار برد. علاوه بر این، کریستال ها می توانند برای رساندن سطوح پایدار و کنترل شده آنتی اکسیدان ها یا داروهای بالقوه دیگر به طور مستقیم به بافت هدف بیمار استفاده شوند.

هان گفت: «من فکر می‌کنم زیبایی اینجا این است که این مقاله توسعه فناوری است، بنابراین می‌توان آن را برای داروهای مختلف آب دوست، مدل‌های بیماری و کاربردهای روش اعمال کرد. ما نشان می‌دهیم که می‌توانیم رهایش پایدار این دارو را با نرخ نسبتاً ثابتی برای مدت زمان طولانی حفظ کنیم. مطالعات و دستورالعمل‌های هیجان‌انگیزی وجود دارد که می‌توانیم با این فناوری برویم.»