با یک پلتفرم نانویی، بررسی اثر دارو روی سیستم عصبی ساده‌تر می‌شود

محققان از نانوذرات مغناطیسی برای ارائه پلتفرمی استفاده کردند که امکان شبیه‌سازی محیط داخل سیستم عصبی را فراهم می‌کند.

کد خبر: ۱۰۴۷۸۸۴

پنجشنبه - ۱۷ آذر ۱۴۰۱ / December 08, 2022

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، به نقل از ستاد فناوری نانو، محققان از نانوذرات مغناطیسی برای ارائه پلتفرمی استفاده کردند که امکان شبیه‌سازی محیط داخل سیستم عصبی را فراهم می‌کند. این سیستم به دانشمندان اجازه می‌دهد تا رشد بافت‌ها و سلول‌های عصبی را با دقت بالاتری بررسی کرده و اثرات دارو یا یک روش درمانی را روی این بافت و سلول‌ها مطالعه کنند.

نورون‌ها واحد‌های اصلی مغز و سیستم عصبی هستند، سلول‌هایی که از دنیای خارج ورودی حسی دریافت می‌کنند، و در ادامه دستورات حرکتی را به عضلات می‌دهند و در هر مرحله سیگنال‌های الکتریکی را تبدیل و انتقال می‌دهند.

نورون‌ها، همچنین به‌عنوان سلول‌های عصبی شناخته می‌شوند، که از سه مؤلفه اصلی تشکیل شده‌اند: بدنه سلول، دندریت‌ها و آکسون که یک برآمدگی بلند و نازک بوده که مسئول ارتباط با سلول‌های دیگر است.

نورون‌ها در هنگام آسیب‌دیدگی در اثر بیماری دژنراتیو، به تنهایی توانایی بازیابی را دارند. بازگرداندن شبکه‌های مغزی و عملکرد طبیعی از این رو یک کار عظیم در مهندسی بافت است.

پروفسور اوریت شفی و همکارانش راهبردی انقلابی برای رفع این مانع با استفاده از فناوری نانو و دستکاری‌های مغناطیسی، ایجاد کرده‌اند. یافته‌های آن‌ها اخیراً در نشریه Advanced Functional Materials گزارش شده است.

دانشمندان از نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن برای تبدیل سلول‌های پیش‌ساز عصبی به واحد‌های مغناطیسی خودمختار به منظور ایجاد شبکه‌های عصبی استفاده کردند. آن‌ها در مرحله بعد سلول‌های پیش‌ساز را در معرض یک سری از میدان‌های مغناطیسی از قبل تنظیم شده قرار داده و حرکت از راه دور آن‌ها را در یک بستر کلاژن چند لایه هدایت کردند که خصوصیات طبیعی بافت بیولوژیکی را شبیه‌سازی می‌کند.

آن‌ها شبکه‌های عصبی با کارایی بالا و چند لایه سه‌بعدی را ایجاد کردند که عناصر موجود در مغز پستانداران را نشان می‌دهند و این کار را با استفاده از دستکاری‌های مغناطیسی انجام دادند.

به لطف میدان‌های مغناطیسی از راه دور، سلول‌ها در جای خود قرار گرفتند. سلول‌های بالغ شده در نورون‌های بالغ طی چند روز، اتصالاتی را ایجاد کرده و فعالیت الکتریکی از خود نشان دادند.

روت پلن از محققان این پروژه می‌گوید: «این روش راه را برای ایجاد معماری سلول سه‌بعدی در مقیاس سفارشی برای استفاده در برنامه‌های کاربردی زیست مهندسی، درمانی و تحقیقاتی، چه در داخل و خارج از بدن، هموار می‌کند. از آنجایی که شبکه‌های عصبی سه بعدی که ما ایجاد کرده‌ایم خواص ذاتی بافت‌های مغز انسان دارند، می‌توان از آن‌ها به عنوان مینی مارک‌های آزمایشی استفاده کرد و به‌عنوان الگویی برای مطالعه دارو‌ها و برای بررسی ارتباط بین بافت‌ها استفاده کرد.»

استفاده از نانوذرات مغناطیسی به دلایل تشخیصی و تصویربرداری و همچنین در موارد آسیب شدید، قبلاً توسط سازمان غذا و داروی آمریکا تایید شده است. اقدامات این گروه تحقیقاتی فرصتی برای ارتقای این فناوری برای استفاده در آینده ایجاد می‌کند.