خانه / تازه‌ها / بیوتکنولوژی / ویزیکول‌های غشایی می‌توانند در درمان بیماران سرطانی مورد استفاده قرار گیرند

ویزیکول‌های غشایی می‌توانند در درمان بیماران سرطانی مورد استفاده قرار گیرند

بسیاری از باکتری‌ها وزیکول‌های غشایی رها می‌سازند. این وزیکول‌ها، گلوله‌های نانومتری از غشای سلولی بوده و حاوی بیومولکولهای مختلفی نیز می‌باشند. وزیکول‌های غشایی می‌توانند دی. ان.ای و پروتئین را انتقال داده و در تعاملات باکتریایی نیز نقش دارند. آن‌ها قابلیت‌های زیادی در نانوتکنولوژی و بیومدیسین دارند. برای نمونه این وزیکول‌های غشایی می‌توانند در درمان بیماران سرطانی مورد استفاده قرار گیرند. اگرچه نحوه تشکیل این وزیکول‌ها توسط غشای سلولی باکتری‌ها هنوز مشخص نیست. به ویژه ساز و کار نحوه آزادسازی وزیکول‌های در باکتری‌های «گرم مثبت» که دارای غشای سلولی زخیم تری می باند بسیار رمزآلود است. در یک پژوهش بین المللی پژوهشگران ژاپنی و سوئیسی نحوه تشکیل وزیکول‌های غشایی را در یک باکتری مدل «گرم مثبت» به نام «باسیلوس سابتیلیس» مورد مطالعه قرار دادند.

 

باسیلوس سابتیلیس
تصویر میکروگراف یک سلول باکتری باسیلوس سابتیلیس که میکروسکوپ الکترونی تهیه شده است (تصویر از آلون وینر، ویکیمدیا).

 

تیم پژوهشی موفق شد نحوه آزادسازی ویزیکول‌ها از غشای سلولی را توسط تکنیک تصویر برداری سلول زنده و کرایوتوموگرافی الکترونی مشخص کند. تصویربرداری سلول زنده این امکان را داد تا تحرکات سلولی در هنگام آزادسازی ویزیکول‌های غشایی مورد بررسی قرارگیرند. در حالی که روش کرایتوموگرافی الکترونی برای تهیه تصویر با کیفیت بالا و سه بعدی از ساختار سلولی در حالات طبیعی مورد استفاده قرار گرفت. تکنیک تصویر برداری از سلولهای زنده نشان داد سلولها پس از رهاسازی وزیکول‌های غشایی می‌میرند اما ساختار سلولی خود را حفظ می‌نمایند.

کرایتوموگرافی الکترونی نشان داد سوراخ‌های کوچکی در قسمتهایی از سلول ایجاد می‌گردد که در این مناطق وزیکول‌های غشایی تشکیل می‌گردد. پژوهش‌های بیشتر نشان داد این سوراخ‌ها توسط آنزیم اندولیزین ایجاد می‌گردد. ‌این آنزیم به صورت معمول توسط ویروس‌های آلوده کننده باکتری‌ها (فاژها) مورد استفاده قرار میگرد تا فاژها بتوانند ماده ژنتیکی خود را به داخل سلول باکتری انتقال دهند.

این پژوهش اولین نمونه‌ای می‌باشد که به صورت واضح نحوه تشکیل ویزیکولها را در باکتری‌های «گرم مثبت» تشریح می‌نماید. همچنین این پژوهشگران دریافتند مواد غشای سلولی از سوراخ‌ها به بیرون رانده شده و در نهایت به صورت وزیکول غشایی آزاد می‌گردند.

همچنین روش تصویربرداری سلول زنده نمایان ساخت که تشکیل وزیکول‌های غشایی موجب ایجاد وزیکول‌های غشایی در در سلول‌ها مجاور نیز می‌گردد. چرا که اندولیزین آزاد شده موجب صدمه دیدن سلولهای مجاور نیز می‌گردد.

نتایج قبلی نشان داده بود که اندولیزین موجب ایجاد ویزیکول در باکتری‌های «گرم منفی» می‌گردد. در پژوهش جاری نقش اندولیزین در باکتریهای «گرم مثبت» نیز بیشتر نمایان گردید. از این منظر مکانیسم اندولیزین در تشکیل وزیکول‌های غشایی مشخص گردید. به نظر می‌رسد تشکیل وزیکول‌های غشایی برای مبارزه با عوامل محیطی مانند پپتیدهای ضدمیکروبی و یا فاژهایی می‌باشد که غشا سلولی باکتری‌ها را مورد هدف قرار می‌دهند.

به گفته این پژوهشگران و با توجه به فراوان بودن فاژها در محیط و دیگر عداملی که غشای سلولی باکتری‌ها را از بین می‌برند، زوال تدریجی سلولی ممکن است نقش مهمی در تشکیل ویزیکدل های غشایی داشته باشد.

دانش نحوه ایجاد روزنه در دیواره سلولی و ایجاد وزیکول‌های غشایی توسط اندولیزیز می‌تواند کاربرهای بسیاری در نانوتکنولوژی و بیومدیسین داشته باشد. این پژوهشگران پیشنهاد می‌دهند که تولید انبوه وزیکول‌های غشایی از طریق گونه‌های باکتریایی که تولید اندولیزین در آنها مهندسی شده امکان پذیر می‌باشد.

منابع: 

Tashiro Y, Ichikawa S, Nakajima-Kambe T, Uchiyama H, Nomura N. Pseudomonas quinolone signal affects membrane vesicle production in not only gram-negative but also gram-positive bacteria. Microbes Environ. 2010;25(2):120-5. DOI: 10.1264/jsme2.ME09182

Toyofuku M, Cárcamo-Oyarce G, Yamamoto T, Eisenstein F, Hsiao CC, Kurosawa M, Gademann K, Pilhofer M, Nomura N, Eberl L. Prophage-triggered membrane vesicle formation through peptidoglycan damage in Bacillus subtilis. Nature Communications, 2017; 8 (1) DOI: 10.1038/s41467-017-00492-w

University of Tsukuba. Membrane vesicles have potential applications in nanotechnology. 2017. Retrieved from thecellule.com; available online at:  http://taq.ir/1396/07/05/2348/ ‎

درباره حمید احمدیان مقدم

من به علوم و فناوری های نوین علاقه مند هستم!

این نوشته هم جالبه!

نانوذرات طلا

کنترل از راه دور رهاسازی داروی ضدسرطان به داخل تومور

پژوهشگران به دنبال انتقال مقدار زیادی از داروی های ضدسرطانی به داخل تومور می‌باشند. نتیجه …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *