رهاسازی حباب‌های شناور گازی به اندازه ویروس در بدن

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینیرینگ ، زیست مهندسان، حباب‌های پروتئینی بسیار ریز پُر گازی ساخته‌اند که می‌توانند خود را به غیرقابل دسترس‌ترین مناطق بدن برسانند. پیش بینی می‌شود با اختراع این ریز حباب‌های شناور آزاد، تصویربرداری پزشکی در سال‌های آینده به طور چشمگیری متحول شود.

 

این ابزار پزشکی قابلیت پیشبرد تصویربرداری سونوگرافی و تحویل دارو را برای درمان بیماری‌های مختلف را داراست.

 

«جورج لو» «George Lu» استادیار مهندسی زیستی و نویسنده این مطالعه از دانشگاه رایس گفت: این تحقیق نتایج قابل توجهی برای درمان سرطان‌ها و بیماری‌های عفونی دارد، زیرا سلول‌های ساکن غدد لنفاوی که اهداف حیاتی برای درمان‌های ایمنی محسوب می‌شوند تقریبا غیرقابل دسترسی هستند. این پیشرفت راه‌های جدیدی را برای درمان بیماری‌ها با استفاده از اولتراسوند باز کرده و بر درمان‌های آتی پزشکی و نتایجی که بیمار از این درمان‌ها می‌گیرد تأثیر می‌گذارد. 

 

 

میکروحباب جدید نوعی وزیکول گازی (GV) با اندازه تقریبا یک ویروس (۵۰ نانومتر) است. شایان ذکر است این سازه‌های شناور آزاد نوین به شکل الماس هستند و آنطور که انتظار می‌رود گرد و کروی نیستند. 

 

این حباب‌ها به دلیل اندازه کوچک شان، به راحتی می‌توانند در بدن حرکت کرده و به غدد لنفاوی و سایر مناطق دورافتاده برسند.

 

محققان از ترکیبی از روش‌های پیشرفته برای ایجاد این ساختار‌ها و همچنین کشف نحوه عملکرد این حباب‌ها در بدن استفاده کردند.

 

پژوهشگران می‌گویند در این مطالعه، مهندسی ژنتیک، این نانوحباب‌ها را زنده کرد؛ روش‌های مشخصه سازی نانوذرات، تصویری دقیق از خواص آنها ارائه کرد؛ میکروسکوپ الکترونی توزیع آنها را در بدن در سطح میکروسکوپی نشان داد و تصویربرداری اولتراسوند به ارزیابی تعامل آنها با امواج صوتی کمک کرد.

 

لو افزود: «به طور گسترده تر، این نشان دهنده یک پیشرفت قابل توجه در طراحی موادی است که به طور بالقوه منجر به کاربرد‌های نوآورانه در زمینه‌های مختلف علمی می‌شوند. تشکیل شدن این نانوساختار‌ها از پروتئین و تولید شدن در باکتری‌های زنده، نشان می‌دهد چگونه مواد بیوژنیک می‌توانند از عملکرد مواد مصنوعی پیشی بگیرند.»

 

 

میکروحباب‌ها یا نانوحباب‌ها قبلا برای تصویربرداری سونوگرافی و همچنین تحویل ژن و دارو از طریق سونوگرافی استفاده شده‌اند. این حباب‌ها بینش ارزشمندی را در مورد سلول‌ها و مولکول‌های خاص ارائه می‌دهند. 

 

با این حال، اندازه بزرگ آنها (۱-۱۰ میکرومتر) مانع از توانایی شان در عبور از سراسر بدن می‌شود، زیرا در جریان خون و سایر موانع بیولوژیکی گیر می‌کنند. این محدودیت باعث توسعه جایگزین‌های کوچکتر برای کاربرد‌های گسترده‌تر شده است.

 

محققان در آزمایش‌های آزمایشگاهی، نشان داند این نانوحباب‌های جدید می‌توانند از موانع بافتی عبور کنند و به جوامع سلولی ایمنی ساکن در غدد لنفاوی برسند.

 

به گفته این پژوهشگران میکروسکوپ الکترونی، تصویر منحصر به فردی از سیستم لنفاوی ارائه کرده است. تصاویر، نانوساختار‌هایی را نشان می‌دهند که توده‌های بزرگی را در بین سلول‌های ایمنی که برای تحریک دفاع طبیعی بدن ضروری هستند، ایجاد کرده اند.

 

این کشف فرصت‌های جدیدی را برای کاوش در استفاده از این نانوساختار‌ها در توسعه ایمنی درمانی‌های جدید، روش‌های پیشگیری از سرطان، ابزار‌هایی برای تشخیص زودهنگام بیماری و حتی درمان بیماری‌های عفونی ارائه می‌دهد.

 

لو اظهار داشت: «منطق این بود که از اندازه کوچک و خواص صوتی آنها برای کاربرد‌های زیست پزشکی استفاده شود. این کار طراحی پیشگامی از نانوساختار‌های پروتئینی کاربردی پر از گاز را نشان می‌دهد که آنقدر کوچک هستند تا وارد سیستم لنفاوی شوند.»

 

محققان با تاکید بر اینکه هنوز باید پژوهش‌های بیشتری در این زمینه صورت بگیرد، قصد دارند به بررسی ایمنی طولانی مدت این حباب‌ها برای استفاده در موجودات زنده و بررسی پاسخ‌های ایمنی ناخواسته ناشی از آنها بپردازند.

 

نتایج این تحقیقات در نشریه Advanced Materials منتشر شده است.