نجح مهندسون من معهد التكنولوجيا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في تجهيز الخلايا بـ "حقائب ظهر" صغيرة تسمح لها بتقديم أدوية العلاج الكيميائي، أو تشخيص الأورام السرطانية، أو بمثابة لبنات بناء لهندسة الأنسجة.
نجح مهندسون من معهد التكنولوجيا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في تجهيز الخلايا بـ "حقائب ظهر" صغيرة تسمح لها بتقديم أدوية العلاج الكيميائي، أو تشخيص الأورام السرطانية، أو بمثابة لبنات بناء لهندسة الأنسجة. قال مايكل روبنر، مدير مركز علوم وهندسة المواد في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي لمقال حول البحث الذي ظهر على الإنترنت في مجلة Nano Letters، إنه يعتقد أن هذه هي المرة الأولى التي ينجح فيها أي شخص على الإطلاق في ربط مثل هذه الرقعة الاصطناعية للخلية البيولوجية.
تسمح حافظة البوليمر للباحثين باستخدام الخلايا لنقل "شحنات" صغيرة والتأثير على حركتها باستخدام المجالات المغناطيسية. وبما أن كل كبسولة من هذه الكبسولات لا تغطي سوى جزء صغير من سطح الخلية، فإنها لا تضعف وظائفها الطبيعية أو تمنعها من التفاعل مع البيئة الخارجية.
وقال الباحث روبرت كوهين، أستاذ الهندسة الكيميائية في المعهد وأحد مؤلفي الورقة البحثية: "الهدف هو إزعاج الخلية بأقل قدر ممكن".
عمل الباحثون مع الخلايا البائية والخلايا التائية، وهما نوعان من الخلايا المناعية القادرة على التمركز في أنسجة متنوعة في الجسم، بما في ذلك الأورام ومواقع الالتهاب وأنسجة الأنسجة - وهي خاصية يمكن استغلالها لتحقيق النقل المستهدف للخلايا المناعية. الأدوية أو اللقاحات. وقال أحد الباحثين: "كانت الفكرة هي استخدام الخلايا كحاملات يمكنها توصيل المواد إلى الأورام أو المواقع الملتهبة أو المواقع المحددة في الأنسجة الأخرى".
ستكون القرون الخلوية التي تحتوي على عوامل العلاج الكيميائي قادرة على الوصول إلى الخلايا السرطانية، في حين أن الخلايا المجهزة بالقرون التي تحتوي على عوامل التباين ستكون قادرة على المساعدة في تحديد الأورام عن طريق ربطها ببروتينات محددة يتم التعبير عنها في هذه الخلايا.
تطبيق آخر محتمل هو في هندسة الأنسجة. سيكون من الممكن تصميم كبسولات تسمح للباحثين بتنظيم الخلايا بنمط معين، مع التخلي عن الحاجة إلى سقالة أو نمط أولي من الأنسجة.
يتكون نظام حقيبة الظهر المصنوعة من البوليمر من ثلاث طبقات، لكل منها وظيفة مختلفة، متصلة بالسطح. تعمل الطبقة السفلية على تثبيت البوليمر على السطح، وتحتوي الطبقة الوسطى على الشحنة، وتعمل الطبقة العليا بمثابة "خطاف" يحمل الخلايا المختلفة ويرتبط بها.
بمجرد تنظيم الطبقات المختلفة، يمكن للخلايا اختراق النظام والعبور عبر سطحه أثناء الحصول على مجموعتها حول خطاف البوليمر. في الخطوة التالية، يتم فصل الرقعة عن السطح ببساطة عن طريق خفض درجة الحرارة ويتم إطلاق الخلايا مرة أخرى إلى مسارها باستخدام القرون، التي أصبحت الآن فارغة، ولا تزال متصلة بها. وقال أحد الباحثين في الفريق: "تبقى بقية الخلية كما هي، ويمكنها التفاعل مع البيئة كالمعتاد".
ووجد الباحثون أن الخلايا التائية ذات القرون كانت قادرة على أداء وظائفها الطبيعية، بما في ذلك اختراق السطح، تمامًا كما تفعل بدون الحمولة "الزائدة" عليها. ومن خلال ملء القرون بالجسيمات النانوية المغناطيسية، يتمكن الباحثون من التحكم في حركة الخلايا من خلال تطبيق المجالات المغناطيسية المناسبة.
وبما أن تخليق البوليمر وتنظيم النظام يتم قبل أن يتم توصيل القرون بالخلايا، فهناك مجموعة واسعة من الفرص لتحسين العملية بحيث لا تكون البوليمرات سامة للجسم - يشير الباحثون .
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
