تولید واکسن های سه بعدی برای مبارزه با سرطان و ایدز

 

 

محققان میله‌های ریز و حاوی ماده زیستی قابل‌برنامه‌ریزی ارائه داده‌اند که در محیط آزمایشگاهی به طور آنی به شکل سازه‌های سه‌بعدی مونتاژ شده و در پیشگیری از سرطان و بیماری‌های عفونی مانند اچ‌آی‌وی کمک می‌کنند.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، این تحقیق توسط محققان «موسسه مهندسی الهام‌گرفته از زیست‌شناسی ویسه» و دانشکده مهندسی و علوم کاربردی هاروارد صورت گرفته است.

سازه‌های میله‌مانند ریز سه‌بعدی که در این تحقیق به کاررفته‌اند، از سیلیکا ساخته‌ شده‌اند و «میله‌های سیلیکای نانومتخلخل» (MSR) نام گرفته‌اند. این سازه‌ها می‌توانند حامل ترکیبات دارویی شیمیایی و زیستی باشند و می‌توان با استفاده از آمپول آن‌ها را به زیر پوست تزریق کرد. میله‌ها در محل واکسیناسیون به طور آنی مونتاژ شده و داربستی سه‌بعدی را شکل می‌دهند.

فضاهای متخلخل موجود در MSRها به اندازه‌ای بزرگ هستند که می‌توانند مملو از سلول‌های دندریتیکی شوند. این سلول‌ها، در واقع سلول‌هایی که بر بدن نظارت کرده و در هنگام حضور مولفه‌ای خطرناک، واکنشی ایمنی ایجاد می‌کنند. داربست سه‌بعدی آزمایشگاهی مونتاژشده می‌تواند دهها میلیون سلول ایمنی را به محل خطر جذب کند.

میله‌های ‌ریز تولیدشده در آزمایشگاه در داخلشان دارای حفره‌های ریزی موسوم به «نانوحفره» هستند و این نانوحفره‌ها می‌توانند با سایتوکان‌های ویژه‌، oligonucleotides و آنتی‌ژن‌های پروتئینی بزرگ یا داروهای مطلوب پر شده و ترکیبات متنوعی برای درمان عفونت‌های مختلف ارائه دهند. سایتوکاین‌ها، پروتئین‌هایی هستند که مستقیما به سلول‌های سرطانی حمله می‌کنند.

دانشمندان در آینده قادر خواهند بود ویژگی‌های سطحی و اندازه نانوحفره‌ها را تنظیم کرده و این موضوع امکان آزادسازی پروتئین‌ها و تحویل داروی‌ها مختلف را فراهم می‌کند. این داروها می‌توانند سیستم ایمنی بدن را برای درمان بیماری‌های مختلف دستکاری کنند.

جزئیات این دستاورد بزرگ علمی در نشریه Nature Biotechnology قابل‌مشاهده است.

منبع : ایسنا

امید تازه در درمان نابینایی با شیوه جدید ژن درمانی

 

 

محققان آمریکایی با استفاده از یک شیوه انقلابی ژن درمانی توانسته‌اند بینایی سگها و موشهای مبتلا به نوعی نابینایی ارثی را بازیابی کنند. این شیوه به بازیابی سلولهای حساس به نور می‌پردازد که در اثر بیماری یا عوامل دیگر از بین رفته‌اند.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، محققان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی و دانشکده دامپزشکی دانشگاه پنسیلوانیا امیدوارند این دستاورد بتواند در آینده به یک درمان موثر برای کمک به هزاران مبتلا در سراسر جهان بینجامد که از نابینایی ارثی رتینیت پیگمانته - از دست دادن تدریجی سلول‌های حساس به نور در شبکیه چشم – رنج می‌برند.

درمان ژنتیکی جدید نه تنها به موشهای نابینا کمک کرد تا مجددا حساسیت به نور کافی را برای تشخیص نور چشمک‌زن از نوع غیر چشمک‌زن آن بدست بیاورند، بلکه همچنین قابلیت پاسخ به نور را در شبکیه سگها بازیابی کرده و زمینه را برای کارآزمایی‌های بالینی آینده برای درمان انسان‌ها آماده کرد.

این درمان چشمگیر ژنتیکی به تغییر مدل سلولهای چشم به شکل گیرنده نوری می‌پردازد. دو جزء این درمان ترکیبی شامل یک ژن که سلولهای غیر حساس به نور را تغییر می‌دهد و یک سوئیچ نوری شیمیایی تزریقی است.

درمان جدید یکی از چند درمان در مرحله توسعه برای نابینایی است که دو مورد آنها درسال جاری نتایج جالبی به همراه داشت.

در ماه اکتبر دانشمندان شرکت Ocata Therapeutics در ماساچوست نشان دادند که سلولهای شبکیه بدست آمده از سلولهای بنیادی می‌توانند بطور ایمن در چشم بیماران پیوند زده شده و حتی بینایی چند فرد را بهبود ببخشند.

چندی پیش از آن نیز دانشمندان دانشگاه آکسفورد به نمایش نتایج کارآزمایی یک درمان ژنتیکی برای درمان فقدان مشیمیه – بیماری نادر ارثی که یکی از 50 هزار نفر را نابینا می‌کند – پرداختند. وارد کردن ژن گمشده‌ای موسوم به REP1 از پیشرفت بیماری به سوی نابینایی جلوگیری کرده و منجر به ارتقای چشمگیر بینایی دو مرد شد که در مرحله پیشرفته فقدان بینایی قرار داشتند.

درمان جدید از یک ویروس برای انتقال ژن به سلولهای غیر حساس به نور در شبکیه پرداخته که به آنها پتانسیل دیدن می‌دهد. این ژن، پروتئینی را می‌سازد که مانند یک قفل عمل می‌کند. هنگامی که کلید مولکولی صحیح از سوئیچ گیرنده در قفل قرار می‌گیرد، حالت حساسیت به نور روشن می‌شود.

در حال حاضر، تزریق سوئیچ نوری باید بطور هفتگی باشد تا تاثیر آن حفظ شود زیرا مولکول بطور طبیعی پس از مدتی از بین می‌رود.

چندین سگ با این روش درمان شده و در حال حاضر تحت آزمایشاتی برای تعیین سطح حساسیت نوری چشمهایشان قرار دارند. این سگها در زمان پیوستن به پژوهش به بیماری ژنتیکی دچار بودند.

گفته می‌شود این درمان امیدبخش است زیرا اگرچه بیماری‌هایی مانند رتینیت پیگمانته، سلولهای حساس به نور چشم را از بین می‌برند اما سلولهای دیگر در شبکیه معمولا دست‌نخورده و سالم باقی می‌مانند. آنها شامل سلولهای دو قطبی و گانگلیون هستند که هر دو سیگنالهای عصبی بینایی را منتقل می‌کنند اما حاوی گیرنده نیستند.

در آزمایشات بر روی موش‌ها، این ژن با موفقیت در همه سلولهای گانگلیون چشم موشها وارد شد. به گفته محققان، این کار برای بازیابی بینایی مفید کافی است.

محققان همچنین در حال بررسی این امر هستند که آیا می‌توان از سوئیچ نوری برای فعالسازی سایر انواع گیرنده‌ها برای دریافت نورهای ضعیفتر استفاده کرد.

رتینیت پیگمانته سالانه حداقل دو میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می‌دهد. تقریبا یکی از هر 80 نفر، یک ژن معیوب را با خود حمل می‌کنند که منجر به این بیماری می‌شود.

منبع : ایسنا

شیوه جدید دفاعی سلول های سرطانی

محققان شیوه جدید دفاعی را کشف کرده اند که توسط سلول های سرطانی برای مقابله با مرگ سلولی استفاده می شود. آن ها مسیر مهم مولکولی را شنایایی کرده اند که به سلول های سرطانی توانایی بقا می دهد با این که آن ها شامل خطاهایی در DNA خود هستند که معمولا موجب مرگ سلولی می شوند.

به گزارش بنیان به نقل از sciencedaily، مسیر پیام رسانی PKCƐ   توسط سلول های سرطانی استفاده می شود اما به ندرت مورد استفاده سلول های سالم قرار می گیرد. به همین دلیل می تواند در هدف قراردادن برخی از سلول  های سرطانی که برای بقای خود به این مسیر متکی هستند، مهم باشد. این مسیر به  بقای سلول های سرطانی کمک می کند  و به آن ها اجازه می دهد تا DNA  در هم تنیده خود را مرتب کنند. DNA سلو ل های سرطانی بیش از سلو لهای سالم مستعد درهم تابیده شدن است.  خاموش کردن این مسیر می تواند باعث شود سلول های سرطانی خود را تخریب نمایند زیرا سیستمی که برای باز کردن DNA به کار می رود از کار می افتد. به این معنی که DNA هنگام تقسیم سلولی پاره شده و باعث تشکیل کد هایی می شود که ایجاد سرطان را تسهیل می کنند. به گفته محققان حذف این خط دفاعی می تواند یک روش قدرتمند برای هدف قرار دادن بیماری و برنامه ریزی مجدد سلول های سرطانی برای تخریب خود باشد. محققان معتقدند  نقطه ضعف مهمی کشف شده است که می توان از آن برای مقابله با سرطان استفاده کرد.مرحله بعدی تحقیقات پاسخ به  این سوال است که  کدام یک ازانواع سلول های سرطانی این نقطه ضعف را دارند و می توان از آن به عنوان مارکراستفاده کرد و بیماران سرطانی را شناسایی نمود. روش های دقیق که سلول های سرطانی را هدف قرار می دهند درمان هایی بهتری هستند برای کمک کردن به تعداد بیشتری از بیماران برای زنده ماندن. محققان می گویند هنوز تحقیقات بیشتری باید انجام شود تا منجر به ایجاد روش درمانی جدید برای سرطان شود اما درک آن چه باعث ایجاد سرطان می شود می تواند به شکست دادن بیماری کمک کند. محققان انگلیسی نتایج  مطالعه خود را در Nature Communications منتشر کرده اند. 

منبع : بنیان

رمزگشایی نقش دوگانه پروتئین کلیدی سیستم ایمنی

محققین در دانشگاه Brigham یک مکمل طولانی مدت برای یک پروتئین کلیدی سیستم ایمنی به نام TIM-3 کشف کرده اند که گاهی موجب کاهش آن وگاهی موجب تحریک آن می شود.

به گزارش بنیان به نقل ازmedicalxpress، این مکمل اخیرا شناسایی شده ، نه تنها  لایه های جدیدی از اطلاعات در مورد عملکرد داخلی سیستم ایمنی در بیماری هایی مانند ایدز، اتوایمن و سرطان ارائه می دهد. بلکه راه مهمی به سمت ایجاد درمان های جدیدی خواهد بود که TIM-3 را هدف قرار می دهند.

ابهامات زیادی در مورد TIM-3 وجود دارد (این که چگونه سیستم ایمنی را فعال یا مهار می کند) و این سوال مهمی است که برای استفاده از TIM-3 به عنوان یک هدف دارویی باید به آن پاسخ داد و تاکنون کسی نتوانسته است دقیقا این نقش را مورد ارزیابی قرار دهد. علاقه مندی که در مورد TIM-3 به عنوان یک هدف دارویی وجود دارد به خاطر نقش مهاری آن بویژه در سرطان است. زمانی که سلول های ایمنی برای مدت زمان زیادی تحریک می شوند موجب روشن شدن سیگنال هایی مانند TIM-3 می شوند که به پایین آوردن فعالیت آن ها کمک می کند. این حالت فعال مزمن را اصطلاحا خستگی می نامند که یکی از ویژگی های بارز ایمونولوژیک عفونت های ویروسی مانند  ایدز است. این امر در سرطان بسیار معمول است و اگر بتوانیم از طریق دارویی TIM-3 را مهار کنیم این امر می تواند موجب آزاد شدن سیستم ایمنی در حمله به تومورها شود. برخلاف این جذابیت، جزئیات عملکردیTIM-3 تا کنون مشخص نشده است اما محققین در دانشگاه مذکور مکملی حیاتی را برای TIM-3 کشف کرده اند که CEACAM-1 نام دارد و حضور آن تعیین می کند که TIM-3 چگونه عمل کند. در حضور CEACAM-1، TIM-3 به عنوان یک مهارکننده عمل می کند و در غیاب آن، TIM-3 ویژگی های یک فعال کننده را دارد. این دو مولکول که با یکدیگر کار می کنند، ایجاد ساختار جدیدی می کنند که تا کنون به آن توجه نشده بود. علاوه براین به دلیل رابطه نزدیک آن ها، آن ها هم از لحاظ ساختاری و هم از لحاظ عملکردی بسیار مشابه یکدیگر هستند. این محققین با استفاده از تکنیک های مختلف بر نقش CEACAM-1 تاکید کردند، برای مثال، آن ها نشان دادند که سلول های ایمنی که برای نداشتن CEACAM-1 مهندسی شده بود التهاب زیادی را نشان داد ودر موش هایی که به طور همزمان CEACAM-1 و TIM-3 در آن ها بلوک شده بود این امر منجر به پاسخ های ضد توموری شد.

منبع : بنیان

ترکیب ایمونو بلاتینگ با تصویربرداری سه بعدی

ایمونوبلاتینگ یک تکنیک حیاتی مورد استفاده در بسیاری از تحقیقات بیولوژیکی و تشخیص پزشکی است، اما استفاده آن عمدتا به آماده سازی ظریف و یا نمونه های کوچک محدود شده است.

در یک مطالعه که در مجله Cell منتشر شده است، محققان یک روش ساده، سریع، و ارزان قیمت را توصیف کرده اند که ایمونوبلاتینگ کل با تصویربرداری حجمی نمونه های پاک شده بزرگ اعم از جنین موش تا اندام های بزرگسالان مانند مغز و کلیه ها را در بر می گیرد. به گفته نویسندگان، تکنیک همه کاره، قابل اعتماد، و قابل قیاس موسوم به iDISCO می تواند برای صفحات نمایش در مقیاس بزرگ و برای بررسی خط سیر اعصاب در جنین ها و ردیابی آکسون تنها در مغز استفاده شود.

به گفته Mark Tessier-Lavigne (نویسنده ارشد مطالعه در دانشگاه Rockefeller): امروزه به تکنیک های تصویر برداری حجمی علاقه بخصوصی وجود دارد به نحوی که میکروسکوپ ها و کامپیوترها بیشتر و بیشتر قدرتمند تر شده اند و قادر هستند که به مجموعه داده های بزرگ دست پیدا کنند.

Tessier-Lavigne و تیم اش برای اولین بار به طور سیستماتیک روش های ایمونوبلاتینگ سراسری را به منظور رسیدن به بهترین نسبت سیگنال به نویز و عمیق ترین نفوذ بافتی در زمان مناسب و در بافت های متعدد مورد تست و اصلاح قرار دادند.

محققین بعد از ارزیابی روش های پاکسازی اخیر، به خاطر سرعت، سادگی و پاکسازی بسیار عالی و سازگاری با immunolabeling تصمیم گرفتند که  بر روی 3DISCO  متمرکز شوند. محققان با ترکیب روش های اصلاح شده immunolabeling کلی و پاکسازی 3DISCO ، روش iDISCO (immunolabeling-enabled 3D imaging of solvent-cleared organs) را ایجاد کردند.

Renier (همکار نویسنده) می گوید: ما با تصویربرداری عصب پوست در جنین شروع به توسعه پروتکل خود کردیم، با این حال از اینکه می توانیم به طور مداوم محدودیت در اندازه و چگالی نمونه ها را رد کنیم، شگفت زده شدیم.

Tessier-Lavigne و تیم تحقیقاتیش با استفاده از تکنیک جدید شان انواعی از آنتی ژن ها را در ساختارهای عصبی و غیر عصبی از قبیل کلیه، ماهیچه و معده و درتعداد زیادی جنین و بزرگسال شناسایی کردند. آنها همچنین سلول های در حال تکثیر، آکسون و گزارش دهنده فعالیت عصبی را مشاهده  و انحطاط عصبی را مورد مطالعه قرار دادند. همچنین آنها برای هر آنتی بادی داده شده دریافتند که کیفیت ایمونبلاتینگ مشاهده در مقاطع بافتی، کیفیت مشاهده شده با ایمونوبلاتینگ کلی با استفاده از iDISCO  را پیش بینی می کند.

اما چند نکته وجود دارد. Renier می گوید: ضعف رویکرد ما اتکا به آنتی بادی است و در نتیجه موفقیت آن هم بستگی به ویژگی و کیفیت آنتی بادی اولیه دارد که می تواند غیر قابل پیش بینی بوده و از دسته ای به دسته ای دیگر متفاوت باشد. علاوه بر این، انقباض ناشی از دهیدراتاسیون بافت iDISCO برای اندازه گیری فاصله یا حجم مطلق نیاز به صحت دارد و نویسندگان برای مقابله با چالش های مرتبط با کسب داده ها و پردازش آنها توصیه می کنند که از یک میکروسکوپ light-sheet microscope برای تصویربرداری حجمی استفاده کنید.

با وجود این چالش ها، این روش به طور بالقوه می تواند در سطح وسیعی مورد استفاده قرار گیرد. Zhuhao Wu می گوید: ما در حال حاضر در آزمایشگاه برای بسیاری از پروژه ها ازiDISCO استفاده می کنیم. این تکنیک اکثر روش های بافت شناسی ما را به روز کرده است.

منبع:

Nicolas Renier, Zhuhao Wu, David J. Simon, Jing Yang, Pablo Ariel, Marc Tessier-Lavigne. iDISCO: A Simple, Rapid Method to Immunolabel Large Tissue Samples for Volume Imaging. Cell Volume 159, Issue 4, p896–910, 6 November 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2014.10.010

منبع : vimb