نانوذرات طلا درک ما را از ترمیم سلول‌های بدن بهبود دادند

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، برخلاف کبد و پوست، جایی که سلول‌ها برای ایجاد سلول‌های جدید و بازسازی اندام تقسیم می‌شوند، سلول‌های لوله‌های پروگزیمال کلیه از نظر میتوزی ساکن هستند و برای ایجاد سلول‌های جدید تقسیم نمی‌شوند. جی ژنگ، استاد شیمی و بیوشیمی می‌گوید: «در مورد آسیب یا بیماری خفیف، سلول‌های کلیه قابلیت ترمیم محدودی دارند و سلول‌های بنیادی در کلیه می‌توانند سلول‌های کلیوی جدید را تشکیل دهند، آن هم فقط تا حدی.»

ژنگ می‌گوید: «در اکثر مواقع اگر سلول‌های کلیه به شدت آسیب ببینند، می‌میرند و نمی‌توانند بازسازی شوند. کلیه شما دیر یا زود از کار می‌افتد. این یک چالش بزرگ در مدیریت سلامت برای بیماری کلیوی است. تنها کاری که در حال حاضر می‌توانیم انجام دهیم این است که سرعت پیشرفت نارسایی کلیه را کاهش دهیم. اگر این اندام به شدت آسیب ببیند یا در اثر بیماری مزمن، به راحتی نمی‌توانیم آن را ترمیم کنیم. به همین دلیل است که کشف این مکانیسم خود احیائی احتمالاً یکی از مهم‌ترین یافته‌هایی است که تاکنون به دست آورده‌ایم.»

او گفت که تحقیقات بیشتر ممکن است منجر به بهبود در نانوپزشکی و تشخیص زودهنگام بیماری کلیوی شود.

به مدت ۱۵ سال، ژنگ در حال بررسی استفاده زیست پزشکی از نانوذرات طلا به‌عنوان عوامل تصویربرداری برای درک اساسی فیلتراسیون گلومرولی، برای تشخیص زودهنگام بیماری‌های کبدی و برای تحویل هدفمند دارو‌های سرطان بوده است. بخشی از این کار بر درک چگونگی فیلتر شدن نانوذرات طلا توسط کلیه‌ها و پاکسازی بدن از طریق ادرار متمرکز شده است.»

تحقیقات نشان داده است که نانوذرات طلا عموماً بدون آسیب ساختاری از سلول‌های کلیه به نام گلومرول عبور می‌کنند و سپس به داخل لوله‌های پروگزیمال می‌روند که بیش از ۵۰ درصد کلیه را تشکیل می‌دهند. سلول‌های اپیتلیال لوله‌ای پروگزیمال، نانوذرات مدیریت می‌کنند تا از طریق ادرار دفع شوند. اما نحوه فرار آن‌ها از سلول‌ها مشخص نیست.

این گروه به بررسی نانوذرات طلا در نمونه‌های بافت لوله‌ای پروگزیمال با استفاده از میکروسکوپ نوری پرداختند، اما برای وضوح بهتر به سراغ میکروسکوپ‌های الکترونی نیز رفتند.

یو گفت: «با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، نانوذرات طلا را دیدیم که در لیزوزوم‌های داخل وزیکول‌های بزرگ در لومن، که فضای بیرون سلول‌های اپیتلیال است، محصور شده‌اند. ما همچنین تشکیل این وزیکول‌ها حاوی نانوذرات و اندامک‌ها را در خارج از سلول‌ها مشاهده کردیم و این چیزی نبود که قبلاً دیده بودیم.»

محققان سلول‌های لوله‌ای پروگزیمال را یافتند که برآمدگی‌هایی رو به بیرون در غشا‌های مجرای آن‌ها تشکیل داده بودند که نه تنها حاوی نانوذرات طلا بود، بلکه حاوی لیزوزوم‌ها، میتوکندری‌ها، شبکه آندوپلاسمی و سایر اندامک‌هایی بود که معمولاً به داخل سلول محدود می‌شدند. سپس محتویات اکسترود شده به داخل وزیکولی که به داخل فضای خارج سلولی شناور می‌شد، خرد شد.

یو گفت: «ما می‌دانستیم که این یک پدیده غیرعادی است. این یک روش جدید برای سلول‌ها برای حذف محتویات سلولی است.»

وی افزود: «مکانیسم خود تجدیدی با واسطه اکستروژن اساساً با سایر فرآیند‌های بازسازی شناخته شده مانند تقسیم سلولی و اگزوسیتوز متفاوت است. در اگزوسیتوز، مواد خارجی مانند نانوذرات در یک وزیکول در داخل سلول محصور می‌شوند. سپس، غشای وزیکول با داخل غشای سلول ترکیب می‌شود، که باز می‌شود تا محتویات به بیرون آزاد شود.»

هوآنگ گفت: «آنچه ما کشف کردیم با درک قبلی در مورد چگونگی حذف ذرات توسط سلول‌ها کاملاً متفاوت است.»

ژنگ گفت که یافته‌های آن‌ها زمینه‌های جدیدی در بخش نانوپزشکی باز می‌کند.