ويقدر الباحثون أن هذا التطوير سيعزز بناء أنظمة لتخزين الجزيئات الحيوية والأدوية وإطلاقها بكفاءة وتحكم عند الحاجة عن طريق التحفيز الخارجي، باستخدام الضوء.
طور باحثون في جامعة تل أبيب تقنية جديدة ستسمح، لأول مرة في العالم، بالتحكم في تخزين وإطلاق الجزيئات من خلال التعرض للضوء - الأشعة فوق البنفسجية.
يوضح الباحثون أن تخزين الجزيئات يعتبر تحديًا كبيرًا في الصناعة والعالم العلمي: فالقدرة على إبقائها معزولة ليست مهمة سهلة لأن الجزيئات تميل إلى التحلل والتفاعل مع المواد الأخرى. وقد تؤدي هذه التكنولوجيا المتطورة إلى حل المشكلة، من خلال إتاحة تخزين العديد من الجزيئات في خلية تخزين واحدة. ويقدر الباحثون أن هذا التطور سيعزز بناء أنظمة لتخزين الجزيئات الحيوية والأدوية وفعاليتها والتحكم فيها. إطلاقه عند الحاجة عن طريق التحفيز الخارجي، من خلال الضوء.
تم إجراء البحث بقيادة طالب الدكتوراه إيتاي كاتسير وبتوجيه من الدكتورة إيلا لامبل من كلية شيمونيس لأبحاث الطب الحيوي وأبحاث السرطان في كلية علوم الحياة بجامعة تل أبيب. ونُشر البحث في مجلة "المواد المتقدمة" المرموقة.
ويوضح الباحثون أن النظام الجديد تم تطويره مستوحى من نظام العدوى بفيروس الحصبة. عندما يصيب هذا الفيروس خلية بشرية، فإنه يقوم بتكوين "عضية" (عضو) تعمل كمصنع لإنتاج الفيروسات، ولذلك يسمى بالمصنع الفيروسي. ومؤخرًا، أثبتت العديد من الدراسات أن مصانع الفيروسات هذه عبارة عن هياكل سائلة تتشكل أثناء عملية الانفصال الطورى داخل الخلية.
واستلهاماً للبروتين الفيروسي المسؤول عن إنشاء هذه المصانع، أنتج فريق البحث الببتيد (بروتين قصير) يحاكي وظيفة بروتين الحصبة، وهدفه إنشاء هياكل شبيهة بالمصنع الفيروسي لتخزين وحصر الجزيئات الحيوية. . بالإضافة إلى ذلك، بعد إنشاء التكنولوجيا الجديدة، قدم الباحثون عنصرًا فريدًا آخر من شأنه أن يسمح بالتحكم في عملية تخزين وإطلاق الجزيئات عن طريق تسليط الضوء على الهيكل.
الدكتور لامبل: "كان هدفنا هندسة مركب من الببتيد مع الحمض النووي الريبي (RNA) الذي يسمح بتخزين الجزيئات في الهياكل السائلة (قطرات السائل) التي تحافظ على الديناميكية والهياكل الخاصة لمختلف الجزيئات البيولوجية والكيميائية. يشكل الببتيد والـ RNA معًا هياكل من القطرات السائلة، التي تشبه المصانع الفيروسية. في وقت لاحق أضفنا مجموعة وقائية إلى الببتيد الذي يتم إطلاقه من خلال التعرض للأشعة فوق البنفسجية. تتمتع الهياكل التي تحتوي على مجموعة الحماية بقدرة أفضل على تخزين الجزيئات في المحتوى مقارنةً بالهياكل التي لا تحتوي على مجموعة الحماية. ولذلك، من خلال تعريض النظام للإشعاع الضوئي في نطاق الأشعة فوق البنفسجية وإطلاق المجموعة الواقية، فمن الممكن التحكم في إطلاق الجزيئات المخزنة، وبالتالي أنشأنا نظامًا يسمح بإطلاق متحكم فيه يعتمد على التحفيز.
ويختتم الدكتور لامبل قائلاً: "الشيء الآخر المميز في نظامنا هو القدرة على وضع العديد من الجزيئات في حجرة تخزين واحدة، وهو أمر غير ممكن اليوم مع التقنيات الحالية. وهذه تقنية ذات إمكانات كبيرة في التطبيقات الطبية الحيوية بما في ذلك النقل والتخزين والإطلاق الخاضع للرقابة والبطيء للأدوية أو اللقاحات أو الجزيئات الحيوية العلاجية الأخرى.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
