دیاتوم ها جلبک های تک سلولی با یک پوسته سیلیکایی-SiO2-- به نام فروستول هستند که واجد یک پلتفرم با تخلخل نانویی بوده که واجد تنوع بینظیری به مراتب فراتر از امکانات فعلی تکنیکهای ساخت ابزارهای میکرو و نانومتری فعلی است.
هرچند که این فعالیتها هنوز در مرحله مطالعه قرار دارند ولی به طور عمومی این پذیرفته شده است که این نانو –میکرو ساختارهای دقیق سیلیکایی برای کاربردهای متنوع مناسب هستند.
طبیعت یک منبع مداوم الهام برای طراحی بیومتریالهای پیشرفته در مقیاس نانو است و بنا براین فروستول دیاتومها یک مثال عالی برای پلتفرمهایی است که قادر به کاربردهای با ویژگهای چندگانه هستند. دیاتومها میتوانند مودیفای شوند تا از این طریق نانو مواد و بیومولکولهایی با کاربردهای مختلف را به خدمت بگیرند. همچنین ترکیب و مورفولوژی آنها به سادگی قابل وفق دادن است و این باعث پشت سر گذاشتن برخی از مشکلات تولید مواد نانو میگردد. قدرت مکانیکی بالا ، ناحیه سطحی گسترده و منافذ با تخلخل میکرو و نانویی باعث ظهور یک زمینه با توانمندی بالا در مهندسی نانو گردیده است
یکی از زمینه های کاربردی دیاتومه ها میتوانند استفاده از آنها برای کشتن سلولهای سرطانی باشد.
توانایی برای کشتن انتخابی جمعیت های سلولی سرطانی در حالی که سلولهای سالم تحت تاثیر قرار نگیرند ، یک هدف کلیدی برای درمان شناسی ضد سرطان است. اخیرا با استفاده از بیوسیلیکای نانوپوروس دیاتومه ای جهت انتقال داروهای کموتروپیک برای سلولهای سرطانی استفاده شده است. برای این منظور ابتدا دیاتومه Thalassiosira pseudonana از لحاظ ژنتیکی دستورزی شده است تا یک دوماین اتصالی به IgG از پروتین G را بر روی سطح سیلیکایی بیان کند و توانایی اتصال به آنتی بادیهای سلولهای هدف را داشته باشد. این دستورزی ژنتیکی این امکان را فراهم میکند تا سلولهای دیاتومه ای قابلیت اتصال دقیق به گیرندههای سلولهای سرطانی را داشته باشند .
در مرحله ی بعد مولکولهای دارویی از طریق میسل و نانولیپوزوم به سطح و منافذ دیاتومها متصل میشوند.برای رسیدن به این هدف از یک روش تثبیت شده انکپسوله کردن مولکولهای دارویی هیدروفوب درون میسل و لیپوزومهای کاتیونیک استفاده شده است. این کار منجر به یک ناقل جابجایی داروی چند مرحله ای گردید که طی آن ناقلهای داروی نانویی میتواند ابتدا در بیوسیلیکا مستقر شوند و سپس به سلولهای سرطانی متصل گردند .در این تحقیق سلولهای نوروبلاستوما و B لیمفوما به طور انتخابی به وسیله بیوسیلیکای بیان کننده آنتی بادی ویژه (که نانوپارتیکل های واجد دارو را به خدمت گرفته بودند) هدف قرار گرفته و کشته شدند. تیمار چنین بیوسیلیکایی منجر به پسرفت رشد تومور در نوروبلاستومای زیرپوستی موش گردید.
در تصویر شماتیک فوق نشان داده شده است که دیاتومه دستورزی شده (سبز رنگ ) که واجد نانولیپوزومهای حامل دارو (زرد رنگ ) است به واسطه داشتن گیرندههای اتصالی سلولهای سرطانی توانسته است به سلولهای سرطانی (بنفش و قرمز ) متصل شود و منجر به آزاد شدن هدفمند دارو و مرگ سلولهای سرطانی گردد. این نتایج تایید میکنند که فروستولهای بیوسیلیکایی دستورزی ژنتیکی شده ممکن است به عنوان یک جعبه همه کاره برای انتقال هدف دار داروهای سرطانی نامحلول (در آب) برای جایگاه های سرطانی مورد استفاده قرار گیرند.
آدرس مقاله:
NATURE COMMUNICATIONS | 6:8791 | DOI: 10.1038/ncomms9791 |www.nature.com/naturecommunications
ترجمه شده توسط دکتر جاوید اسفندیاری
دریافت
