استفاده از فناوری نانو در درمان زخم و ترمیم اعضای بدن

 سلول‌های پوست شما قابل‌برنامه‌ریزی هستند و این اجازه را به آن‌ها می‌دهد که به انواع دیگر سلول تبدیل شوند. محققان دریافته‌اند که چگونه می‌توان سلول‌های بدن را برنامه‌ریزی کرد و بدن را تبدیل به یک منبع عالی سلول‌هایی کرد که می‌توان از آن‌ها برای درمان زخم، آسیب و حتی تغییر عملکرد اعضای پیر بدن استفاده کرد. تحقیق اخیر در فناوری نانو طبیعی، پیشرفت نانو ترانسفکشن بافتی، یک فناوری است که می‌تواند سلول بالغ را از یک نوع به دیگری، تبدیل کند.، را توسعه داده است. این بررسی توسط دکتر سن چندان و دکترا ال جیمز لی از دانشگاه اوهایو انجام‌شده است. سن و همکارانش تراشه‌هایی را بر روی پاهای آسیب‌دیده موش‌ها امتحان کرده‌اند و سلول‌های پوست موش را مجدداً برنامه‌ریزی کرده‌اند. در طی چند هفته، رگ‌های خونی فعال تشکیل می‌شوند و باعث نجات دادن پاهای موش می‌شود. انتظار می‌رود که در طی یک سال، این فناوری برای آزمایش‌های انسانی مورد تائید قرار گیرد.

 

فناوری نانو چیست؟

پیشرفت و تغییر در ژن‌ درمانی با فناوری نانو امکان‌پذیر است. این به آن معنا است که خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مواد در مقیاس اتمی متفاوت از سایر مقیاس‌های بزرگ‌تری است که ما می‌بینیم.

یک نانومتر، یک میلیاردم متر است. یک مولکول دی ان آ دارای قطر دو نانومتر است. مقیاس فناوری نانو تقریباً بین 1 تا 100 نانومتر است.

در مقیاس نانو، طلا رنگ‌ها را تبدیل به حالتی می‌کند که قابل‌دیدن برای ما باشد. این خصوصیت فیزیکی در آزمایش‌های پزشکی برای نشان دادن عفونت و بیماری‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد.

دکتر لای فر فریدرسدورف، مدیر دفتر ملی هماهنگی نانوتکنولوژی ملی (NNCO) موسسه ملی نانوتکنولوژی، گفت: "رنگ طلا در  سطح بالک،زردرنگ است، اما در سطح نانو، طلا قرمزرنگ است."

NNCO تلاش‌های فناوری نانو را در 20 سازمان دولتی هماهنگ می‌کند. فریدرسدورف به سایت Healthline گفت: "ما اکنون ابزارهایی برای ساختن و کنترل مواد در مقیاس نانو داریم. محققان می‌توانند یک نانو ذرات را با واردکردن بار در داخل آن تولید کنند تا انتشار مواد متمرکز به‌طور مستقیم به سلول‌های هدفمند عرضه شود. به‌زودی قادر خواهيم بود بيماري را با دقت شناسايي و درمان نماييم و می‌توانیم با دقت بیماری‌ها را مورد هدف قرار گیریم.

 

nanowoundhealing

نانو ترانسفکشن بافتی (TNT) چگونه عمل می‌کند؟

TNT به‌عنوان حامل محموله‌های بیولوژیکی خاص مانند دی ان آ، آر ان آ و مولکول‌های پلاسما برای تبدیل سلول به یک سلول زنده که از تراشه‌های نانو استفاده می‌کند، تبدیل می‌کند.

این محموله با یک شارژر الکتریکی به تراشه تحویل داده می‌شود.

نانو ترانسفکشن، سن و همکارانش را قادر ساخت که تراشه‌ای را بسازند که می‌تواند کد ژنتیکی را به سلول برساند.

سن به Healthline گفت: "تراشه را به‌عنوان یک سرنگ کوچک در نظر بگیرد، ما کد ژنتیکی را به سلول‌ها تزریق می‌کنیم."

شارژ الکتریکی کوتاه (یک‌دهم ثانیه) مسیری را روی سطح سلول هدف ایجاد می‌کند که امکان بارگذاری ژنتیکی را فراهم می‌کند.

سن می‌گوید سلول‌ها را به‌صورت توپ تنیس فرض کنید. اگر تمام سطح تحت اثر شارژ قرار گیرد، سلول آسیب می‌بیند و توانایی‌های آن از بین می‌رود. فناوری ما تنها 2 درصد از سطح توپ تنیس را بازخواهد کرد که ما از طریق آن، محموله فعال را به داخل سلول وارد می‌کنیم و زمانی که این 2 درصد بسته شود هیچ‌گونه آسیبی به سلول وارد نمی‌شود.

برنامه‌ریزی مجدد سلول، موضوع جدیدی نیست اما دانشمندان قبلاً بر انتقال ریشه سلول‌ها به سایر سلول‌ها تمرکز کرده‌اند. این فرآیند در آزمایشگاه‌ها انجام می‌شد.

سن گفت:"ما با این رویکرد مخالف هستیم. زمانی که در آزمایشگاه سلول‌ها تعویض می‌شوند، در یک محیط مصنوعی و استریل این کار انجام می‌شود اما زمانی که در بدن این کار را انجام می‌دهیم به‌صورت تصادفی این کار انجام می‌شود.

ما  کار را برعکس انجام دادیم و سعی کردیم این کار را در بدن زنده انجام دهیم."

این قابلیت این اجازه را به بیمارستان خواهد داد تا در صورت محدود بودن امکانات تحقیق،  از این فناوری زودتر استفاده کنند.

سن گفته است که تعداد زیادی مراحل و فرآیند وجود دارد که ما توانایی یادگیری تمام آن‌ها را نداریم اما به هدف خود رسیدیم.

 

کاربردهای احتمالی

درمان زخم‌ها با تبدیل سلول‌های پوست به سلول‌های رگی به‌منظور تولید مجدد رگ‌های خونی یک از کاربردهای اثبات‌شده TNT است

گروه سن همچنین سلول‌های عصبی را با فرآیند تبدیل تولید کرده‌اند و بر روی مغز یک موش امتحان کرده‌اند. این انتقال و تبدیل، عملکرد ازدست‌رفته مغز موش را به او برگرداند.

سن ادعا کرده است که استفاده از این فناوری تنها برای سلول‌های پوست نیست بلکه می‌توان از این روش برای برنامه‌ریزی مجدد سلول‌ها و عملکرد اعضای مختلف بدن استفاده کرد و استفاده از TNT باعث بهبود کیفیت زندگی در بیشتر جهات می‌شود.

 

آینده نانو در درمان زخم

سن و گروه او در حال حاضر به دنبال یک شریک صنعتی برای ساخت تراشه‌های طراحی‌شده برای کاربر روی انسان هستند. پس‌ازآن آزمایش‌هایی باید انجام شود و درنهایت، سن امیدوار است پیشرفت سریعی را  در علوم نانو و سلامت ایجاد کند.