نانومواد

غشای روی تراشه

غشای روی تراشه

 

غشای روی تراشه
محققان “غشای روی تراشه” سلول انسانی را ایجاد کرده اند که امکان کنترل مداوم نحوه تعامل داروها و عوامل عفونی با سلول های ما را فراهم می کند و ممکن است به زودی برای آزمایش کاندیداهای احتمالی داروی COVID-19 استفاده شود. اعتبار: سوزان دانیل / دانشگاه کرنل

غشای روی تراشه محققان یک سلول غشایی انسانی روی “تراشه” ایجاد کرده اند که امکان نظارت مداوم بر نحوه تعامل داروها و عوامل عفونی با سلولهای ما را فراهم می کند و به زودی ممکن است برای آزمایش کاندیداهای احتمالی داروی COVID-19 مورد استفاده قرار گیرد.

دانشکده ها : محققان از دانشگاه کمبریج ، دانشگاه کرنل و دانشگاه استنفورد می گویند دستگاه آنها می تواند از هر نوع سلول – باکتریایی ، انسانی یا حتی سخت سلولها دیواره های گیاهان. تحقیقات آنها اخیراً به چگونگی حمله COVID-19 به غشای سلولهای انسانی و مهمتر از آن ، نحوه انسداد آن متمرکز شده است.

دستگاه ها با حفظ جهت گیری و عملکرد غشای سلول بر روی تراشه ها تشکیل شده اند و برای نظارت بر فعالیت کانال های یونی ، یک دسته پروتئین در سلول های انسانی که هدف بیش از ۶۰٪ از آنها است ، با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته اند. داروهای مورد تایید نتایج در دو مقاله اخیر در Langmuir و ACS Nano منتشر شده است.

غشاهای سلولی نقش مهمی در سیگنالینگ بیولوژیکی دارند ، همه چیز را کنترل می کنند ، از تسکین درد تا عفونت توسط یک ویروس ، به عنوان دروازه بان بین سلول و جهان خارج عمل می کنند. این تیم تلاش کردند تا یک سنسور ایجاد کنند که تمام جنبه های مهم غشا cell سلول – ساختار ، سیالیت و کنترل حرکت یون – را حفظ کند بدون اینکه مراحل زنده گیری سلول به طول بکشد.

این دستگاه از تراشه الکترونیکی برای اندازه گیری هرگونه تغییر در غشای پوشاننده استخراج شده از سلول استفاده می کند ، دانشمندان را قادر می سازد با خیال راحت و راحت نحوه تعامل سلول با جهان خارج را درک کنند.

دستگاه غشای سلول را با الکترودهای پلیمری رسانا و ترانزیستورها ادغام می کند. برای تولید غشاهای روی تراشه ، تیم کرنل ابتدا فرایندی را برای تولید غشا از بهینه سازی کرد. سلولهای زنده و سپس ، با همکاری تیم کمبریج ، آنها را بر روی الکترودهای پلیمری قرار داد به گونه ای که تمام عملکرد آنها را حفظ کرد. پلیمرهای رسانا هیدراته محیط طبیعی تری را برای غشای سلول فراهم می کنند و امکان نظارت دقیق بر عملکرد غشا را فراهم می کنند.

تیم استنفورد الکترودهای پلیمری را برای نظارت بر تغییرات غشاها بهینه کرد. دستگاه دیگر به سلولهای زنده متکی نیست که از نظر تکنیکی برای زنده نگه داشتن اغلب چالش برانگیز هستند و نیاز به توجه قابل توجهی دارند و اندازه گیری ها می توانند برای مدت زمان طولانی ادامه داشته باشند.

“از آنجا که غشاها از سلولهای انسانی تولید می شوند ، مانند این است با انجام نمونه برداری از سطح آن سلول – ما تمام مواد موجود در آن وجود دارد از جمله پروتئین ها و لیپیدها ، اما هیچ یک از چالش های استفاده از سلول های زنده نیست ، “گفت: دکتر سوزان دانیل ، دانشیار مهندسی شیمی و مهندسی بیومولکولر در کرنل نویسنده مقاله لانگمویر. دکتر Róisín Owens از گروه مهندسی شیمی و بیوتکنولوژی کمبریج و نویسنده ارشد گفت: “این نوع غربالگری معمولاً توسط صنعت داروسازی با سلولهای زنده انجام می شود ، اما دستگاه ما گزینه آسان تری را فراهم می کند.” مقاله ACS Nano “این روش با غربالگری با بازده بالا سازگار است و باعث کاهش تعداد مثبت کاذب که به خط لوله تحقیق و توسعه راه پیدا می کند. ” دکتر آنا-ماریا پاپا ، همچنین اهل کمبریج و مشترک ، گفت: “این دستگاه می تواند به اندازه سلول سلول انسان باشد و به راحتی در آرایه ها ساخته شود ، که به ما امکان می دهد چندین اندازه گیری را همزمان انجام دهیم.” نویسنده هر دو مقاله.

تا به امروز ، هدف از تحقیق با پشتیبانی بودجه آژانس پروژه های تحقیقاتی دفاعی ایالات متحده (DARPA) ، نشان دادن چگونگی تعامل ویروس هایی مانند آنفلوانزا با سلول ها بوده است. اکنون ، DARPA بودجه اضافی را برای آزمایش اثربخشی دستگاه در غربالگری کاندیداهای احتمالی داروی COVID-19 به روش ایمن و موثر فراهم کرده است.

با توجه به خطرات قابل توجهی که برای محققانی که بر روی SARS-CoV-2 ویروس عامل COVID-19 ایجاد می کنند ، وجود دارد ، دانشمندان در این پروژه بر ساخت غشاهای ویروس و ترکیب آن با تراشه ها تمرکز خواهند کرد. غشا virus ویروس با SARS-CoV-2 غشای یکسان است اما این کار را انجام ندهید حاوی اسید نوکلئیک ویروسی است. به این ترتیب می توان داروهای جدید یا آنتی بادی هایی را برای خنثی سازی خوشه های ویروسی که برای ورود به سلول میزبان استفاده می شوند ، شناسایی کرد. انتظار می رود این کار در تاریخ ۱ آگوست آغاز شود.

“با استفاده از این دستگاه ، ما در معرض محیط های کاری پر خطر برای مقابله با SARS-CoV-2 نیستیم. دستگاه سرعت غربالگری کاندیداهای دارویی را افزایش می دهد و به س questionsالات مربوط به نحوه کار این ویروس پاسخ می دهد.” -یوان لیو ، محقق کرنل و اولین نویسنده مشترک در هر دو مقاله.

کارهای آینده بر روی افزایش تولید دستگاه ها در استنفورد و اتوماسیون ادغام غشاها با تراشه ها ، استفاده از تخصص سیالات از دانشگاه استنفورد خوان سانتیاگو است که در ماه آگوست به تیم ملحق خواهد شد.

“این پروژه ایده ها و مفاهیم آزمایشگاه های انگلیس ، کالیفرنیا و نیویورک را با هم ادغام کرده و کلاس دستگاه که به طور قابل تکرار در هر سه سایت کار می کند. این یک نمونه عالی از قدرت ادغام زیست شناسی و علوم مواد در رسیدگی به مشکلات جهانی است. “

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا