ریز ربات مغناطیسی درک فرآیندهای سلولی مرتبط با توسعه و بیماری

ریز ربات مغناطیسی جدید اولین کاوشگر از این دست است که به تعیین درک فرآیندهای سلولی مرتبط با توسعه و بیماری کمک می‌کند.

دانشمندان یک کاوشگر مکانیکی کوچک ابداع کرده‌اند که می‌تواند سختی ذاتی سلول‌ها و بافت‌ها و همچنین نیروهای داخلی را که سلول‌ها تولید و بر یکدیگر اعمال می‌کنند، اندازه‌گیری کند.

محققان گزارش می دهند که “ریز ربات مغناطیسی” جدید آنها اولین کاوشگر از این دست است که قادر به تعیین کمیت هر دو ویژگی است و به درک فرآیندهای سلولی مرتبط با توسعه و بیماری کمک می کند.

مدیر این پروژه می‌گوید: سلول‌های زنده از طریق فعل و انفعالات پروتئینی نیرو تولید می‌کنند و اندازه‌گیری این نیروها بسیار سخت است. اکثر کاوشگرها می‌توانند نیروهای تولید شده توسط خود بافت‌ها و سلول‌ها را اندازه‌گیری کنند، که به آن کشش می‌گویند یا می‌توانند سختی سلول را اندازه‌گیری کنند. اما اندازه‌گیری هر دوی آنها با هم امکان‌پذیر نیست.

“فناوری هوشمند” رسانه تخصصی انقلاب صنعتی چهارم

برای اندازه‌گیری سختی سلول، محققان به یک کاوشگر نسبتاً سفت نیاز دارند که بتواند بافت‌ها را فشرده، کشیده یا بپیچاند و میزان مقاومت آن‌ها را تعیین کند. اما برای اندازه‌گیری انقباضات یا انبساط‌های ایجاد شده در داخل خود سلول‌ها، یک کاوشگر باید نسبتاً نرم و انعطاف‌پذیر باشد. محققان قبلاً کاوشگرهایی برای اندازه گیری هر یک از این ویژگی‌ها به صورت جداگانه ساخته بودند. اما این پروژه می‌خواهد یک کاوشگر جهانی‌تری بسازد که بتواند هر دو را به یکباره اندازه‌گیری کند. چنین کاوشگری به درک بهتری از چگونگی تأثیر این ویژگی‌ها بر بیماری‌هایی مانند تصلب شرایین یا سرطان یا برای مثال چگونگی رشد جنین کمک می‌کند. برای مقابله با این چالش، محققان به دنبال راه هایی برای تغییر ویژگی‌های مکانیکی یک کاوشگر پس از تزریق آن به بافت مورد نظر بودند. آنها از هیدروژل‌های ساخته شده از پلی اتیلن گلیکول استفاده کردند، ماده ای که قبلاً برای استفاده در افراد مورد تایید قرار گرفته است.

برای مطالعه جدید، تیم یک روش دقیق برای جاسازی یک “میکرو متقاطع” مغناطیسی در یک هیدروژل PEG صلب ایجاد کرد. روش قبلی برای تجزیه و نرم کردن هیدروژل، استفاده از نور ماوراء بنفش بود. در یک سری آزمایش، محققان کاوشگرهای خود را به توده‌های تومور رشد یافته در آزمایشگاه سه بعدی و به جنین گورخر تزریق کردند. دانشمندان با قرار دادن این بافت‌ها در معرض میدان الکترومغناطیسی، کاوشگرها را برای اعمال فشارهای مختلف بر روی بافت‌ها و اندازه‌گیری سختی بافت فعال کردند.

قرار دادن توده تومور یا جنین‌ها در معرض نور UV سپس ماتریس PEG پروب‌ها را نرم کرد و به پروب‌ها اجازه داد نیروهای تولید شده توسط سلول ها را در بافت ها اندازه گیری کنند. کاوشگرها اطلاعات دقیقی در مورد سختی و کشش بافت دادند و برای اولین بار نشان دادند که اگرچه تومورهای بدخیم ممکن است در پاسخ به بافت‌های اطراف سفت‌تر شوند، سلول‌های سرطانی بدون توجه به نزدیکی به مواد نرم یا سفت، کشش خود را تغییر نمی‌دهند. این محقق گفت که این تصور رایج را به چالش می کشد که ویژگی های فیزیکی بافت زیرین باعث تغییر در نیروهای داخلی سلول های سرطانی می شود و به آنها اجازه متاستاز می دهد.

او گفت مردم فکر می کردند که سفتی بستر، نیروی محرکه پیشرفت سرطان است.چیزی که یافته‌های ما آن را تائید نمی‌کند. کاوشگرها همچنین فشار و کشش سلول‌ها را در طول رشد جنینی ثبت کردند،چیزی که می‌تواند بینش جدیدی در مورد اینکه چگونه چنین نوسان‌هایی با الگوی اندام‌ها و بافت‌ها مطابقت دارد، در حالی که حیوانات از سلول‌های منفرد به بافت‌های پیچیده تبدیل می‌شوند. این محققان معتقدند که نوسانات بزرگ نیرویی که در جنین‌ها شناسایی می‌شوند، در هدایت مراحل اولیه رشد بسیار مهم هستند.

منبع: ثریا

  ” اقتصادالکترونیکی“آخرین و به روزترین محتوی در اقتصاددیجیتال