الكبسولات الحريرية قوية بما يكفي لحماية الجزيئات الحساسة، مثل الأجسام المضادة أو البروتينات الأخرى. وفي المستقبل، قد يكون من الممكن استخدام الكبسولات من أجل إرسال الأدوية أو اللقاحات إلى العضو المطلوب في الجسم، حتى لا تتفكك في الطريق.
وبمعدل 7.5 متر في الساعة، تلتف دودة القز في شرنقة، لتهيئ نفسها للمرحلة التالية من حياتها - شرنقة ثابتة ستتحول إلى فراشة خلال أيام. لقد فتنت دورة حياة دودة القز المتكشفة خيال البشر لسنوات، ولكن هل من الممكن أيضًا نسج البحث العلمي منها؟ نجحت الدكتورة أوليانا شيمانوفيتز، الباحثة الجديدة في معهد وايزمان، وشركاؤها البحثيون في إنتاج كبسولات حريرية صغيرة تحاكي الشرانق التي تغلف دودة القز. يمكن استخدام هذه الكبسولات "لنقل" البضائع الحساسة، مثل بروتينات الحرير الطبيعي، أو الأجسام المضادة ذات الخصائص الطبية، أو أي جزيء دقيق آخر. الدراسة التي نشرت مؤخرا في المجلة العلمية طبيعة الاتصالاتقد يؤدي إلى تطبيقات جديدة في الصناعات الدوائية ومستحضرات التجميل والأغذية.
حتى الآن، كان الاستخدام في الصناعة والأبحاث لبروتينات الحرير، التي تغزل منها دودة القز والعناكب شبكاتها المرنة، محدودًا للغاية، لأنه بمجرد استخلاص هذه البروتينات من الحيوان، فإنها تميل إلى إنتاج ألياف نانوية تلتصق ببعضها البعض. بدلا من ذلك، من المعتاد استخدام ألياف الحرير المعالجة كيميائيا. إلا أن الدكتور شيمانوفيتز، من قسم المواد والسطوح في المعهد، يهدف إلى فهم النظام الطبيعي الذي يمنع بروتينات الحرير من الالتصاق ببعضها البعض داخل غدة دودة القز أو العنكبوت - وتقليدها. فعلت شيمانوفيتز هذا كجزء من دراسات ما بعد الدكتوراه تحت إشراف البروفيسور توماس نولز من جامعة كامبريدج. وشارك في الدراسة أيضًا باحثون من جامعات كامبريدج وأكسفورد وشيفيلد في بريطانيا العظمى، ومن معهد زيورخ للتكنولوجيا.
تقوم دودة القز بتخزين بروتينات الحرير الخاصة بها في الغدد عندما تكون في حالة سائلة. ومن هذا الخزان، تقوم اليرقات بغزل شباكها لبناء شرنقة واقية، والتي ستسمح لها بالتحول لاحقًا إلى فراشة. طورت الدكتورة شيمانوفيتز وزملاؤها طريقة لتصنيع كبسولات صغيرة تحاكي، على نطاق مجهري، عملية تكوين الشرانق في دودة القز. ولتحقيق هذه الغاية، وضع العلماء البروتينات المستخرجة من اليرقات في قنوات مجهرية على شريحة من مادة بوليمرية مشتقة من السيليكون، مما تسبب في تجميع جزيئات البروتين نفسها داخل القنوات والتجمع في مادة تشبه الهلام. تم تشكيل كبسولات مجهرية داخل الهلام، وفي الداخل بقي باقي البروتين محميًا في محلول، تمامًا كما هو الحال في الغدد الحريرية لليرقات. ومن خلال التحكم في درجة لزوجة المحلول والقوى المؤثرة عليه، تمكن العلماء من التحكم في شكل الكبسولات - المستديرة أو الأسطوانية - وحجمها من 300 نانومتر إلى أكثر من 20 ميكرون. تم الاحتفاظ ببروتينات الحرير الطبيعي داخل الكبسولات لفترة غير محدودة دون أن تفقد خصائصها ووظائفها. "إن تصنيع الكبسولات من المواد الاصطناعية هي عملية معقدة تتطلب الكثير من الطاقة. وفي المقابل، فإن إنتاج الكبسولات الحريرية أسهل، وتتطلب طاقة أقل بكثير. علاوة على ذلك، فإن الحرير مادة بيولوجية قابلة للتحلل الحيوي"، يوضح الدكتور شيمانوفيتز.
تتميز الكبسولات الحريرية بالقوة الكافية لحماية الجزيئات الحساسة، مثل الأجسام المضادة أو البروتينات الأخرى، ولمنع فقدان الخصائص المرغوبة لهذه الجزيئات. وفي المستقبل، قد يكون من الممكن استخدام الكبسولات من أجل إرسال الأدوية أو اللقاحات إلى العضو المطلوب في الجسم، حتى لا تتفكك في الطريق. علاوة على ذلك، يؤكد الدكتور شيمانوفيتز على أن الكبسولات الصغيرة يمكنها أيضًا عبور "الحاجز الدموي الدماغي"، مما يجعل من الممكن بمساعدتها تطوير أدوية جديدة للأمراض التنكسية العصبية، مثل مرض الزهايمر أو مرض باركنسون.
وبما أن الكبسولات تتحلل في الجسم، فيمكن استخدامها أيضًا في صناعة المواد الغذائية، على سبيل المثال لغمر الخبز أو أنواع أخرى من الأطعمة بمواد بيولوجية مفيدة للصحة، مثل الدهون الصحية. وتشمل التطبيقات المحتملة الأخرى لبروتينات الحرير الطبيعي داخل الكبسولات الجديدة تطوير علاجات جلدية لشفاء الحروق، أو استخدامها كمستحضرات تجميل وتصميم ألياف مرنة قوية لهندسة الأنسجة؛ على سبيل المثال، لإنشاء غرسات بيولوجية محسنة.
في الفيديو: إنتاج الكبسولات المجهرية كما تم التقاطها بكاميرا فانتوم بسرعة 700 ألف صورة في الثانية (© 2017 مجموعة نولز):
تعليقات 2
والدي العزيز، لقد كتبت، بالمناسبة، الطبيعة في جيماتريا 86 هي اسم الله الله في جيماتريا 86 هو الواحد وليس غيره الذي يعرف أفضل من أي عالم ما هو صحي لنا وما هو غير صحي، لذا يرجى أن تنقذوا أنفسكم جهد غير ضروري في محاولة أن تثبتوا لأنفسكم أن عقلكم متطور ودعنا نقول نعم وأنكم تقومون بأبحاث رائعة فليبقى الطعام طبيعيًا من الخالق (الطبيعة) شكرًا لكم
عند استخدام الدواء للمرضى فهو ممتاز.
وهذا أمر سيء للغاية بالنسبة لصناعة المواد الغذائية.
أعزائي العلماء، لقد أدخلتم في طعامنا ما يكفي من المواد الكيميائية التي تضر بصحتنا فقط!
من فضلك توقف عن إدخال الكيمياء والأحياء والهندسة الوراثية إلى طعامنا!
الطبيعة تعرف أفضل من أي عالم ما يجب أن يكون في طعامنا.