به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ این ذرات، که «وزیکول‌های خارج سلولی» نامیده می‌شوند، مدل‌های حامل جذاب برای درمان‌های دارویی جدید در نظر گرفته می‌شوند. اما تاکنون، محققان تصویر کاملی از نحوه عملکرد آنها نداشته‌اند.

در یک مطالعه جدید، تیمی به رهبری محققان پزشکی در دانشگاه ایالتی اوهایو مشخص کرد که این وزیکول‌ها حاوی یک کانال یونی هستند - پروتئینی که راهرویی را باز می‌کند که به بارهای الکتریکی اجازه می‌دهد از غشای بیرونی محافظ عبور کنند، گامی ضروری برای حفظ پایداری محتویات و شرایط در داخل.

آزمایش‌های حیوانی همچنین نشان داد که کانال یونی بر محموله تأثیر می‌گذارد، به این معنی که این پروتئین نه تنها برای ساختار وزیکول‌های خارج سلولی، بلکه برای عملکرد آنها نیز مهم است. محققان اثرات مولکول‌های RNA تحویل داده شده توسط وزیکول‌های خارج سلولی را با و بدون پروتئین غشایی به موش‌هایی با قلب بیمار مقایسه کردند. تنها مولکول‌هایی که توسط وزیکول‌های خارج سلولی با کانال‌های یونی حمل می‌شدند، توانستند آسیب قلبی را ترمیم کنند.

«هارپریت سیگ»، استاد فیزیولوژی و زیست‌شناسی سلولی، و «محمود خان»، استاد پزشکی اورژانس، هر ۲ در کالج پزشکی ایالت اوهایو، این مطالعه را به طور مشترک رهبری کردند.

سینگ گفت: ما نه تنها کانال‌های یونی را در این وزیکول‌ها کشف کرده‌ایم. ما برای اولین بار کانال‌های یونی عملکردی را ثبت کرده‌ایم. از شکل‌گیری یک فرضیه بنیادی ساده مبنی بر اینکه این وزیکول‌ها باید کانال‌های یونی داشته باشند تا نشان دادن اینکه این وزیکول‌ها حاوی محموله‌های مختلفی هستند که می‌توانند از سلول‌های شما - در این مورد، قلب - محافظت کنند یا به آنها آسیب برسانند، ما کل داستان را گفته‌ایم.

وزیکول‌های خارج سلولی پروتئین‌ها و سایر مولکول‌ها را از سلول‌های اهداکننده به سلول‌های گیرنده منتقل می‌کنند تا پاسخ‌های فیزیولوژیکی و بیولوژیکی را تغییر دهند. این ذرات علاوه بر تسهیل ارتباط سلولی و حفظ تعادل سلولی، با پاسخ‌های ایمنی، عفونت ویروسی و بیماری‌های قلبی عروقی، سرطان و اختلالات عصبی مرتبط بوده‌اند.

سینگ بر اساس تخصص خود در مطالعه کانال‌های یونی، پیش‌بینی کرد که وزیکول‌های خارج سلولی باید کانال‌های یونی داشته باشند تا مولکول‌ها را به طور ایمن از فضای داخلی سلول به محیط خارج سلولی و دوباره به نوع دیگری از سلول منتقل کنند. در غیر این صورت، غشاهای آنها در معرض ترکیدن - ناشی از هجوم آب ناشی از استرس اسمزی یا شوک - قرار می‌گیرند، زیرا بارهای الکتریکی مثبت و منفی یون‌ها در آن محیط‌های متغیر، افت و خیز می‌کنند.

سینگ گفت: ما از تجربه خود و از تمام این کارهای بزرگی که در صد سال گذشته انجام شده می‌دانیم که کانال‌های یونی برای حفظ هر ساختاری که دارای غشاء است، واقعاً بسیار مهم هستند. به عنوان مثال، پتاسیم الکترولیت را در نظر بگیرید. این فراوان‌ترین یون با بار مثبت در داخل سلول‌ها است، اما غلظت آن در محیط خارج سلولی ۳۰ برابر کمتر است.

او افزود: ناگهان یک وزیکول خارج سلولی از غلظت بالای پتاسیم به غلظت پایین پتاسیم می‌رسد. اگر نتوانید تعادل یونی را حفظ کنید، چه اتفاقی می‌افتد؟ شما شوک اسمزی را احساس خواهید کرد.

برای این کار، محققان وزیکول‌های خارج سلولی موش را که توسط خان، مدیر تحقیقات پایه و ترجمه‌ای در بخش پزشکی اورژانس، که آزمایشگاهش بر ترمیم عضله قلب آسیب‌دیده با درمان سلول‌های بنیادی تمرکز دارد، ارائه شده بود، جدا کردند.

از آنجا که این ذرات بسیار کوچک هستند، دانشمندان تکنیکی به نام الکتروفیزیولوژی میدان نزدیک برای ثبت جریان‌ها در غشاهای وزیکول‌های خارج سلولی ایجاد کردند. این روش وجود یک کانال پتاسیم با رسانایی بالا (BKCa) فعال‌شده با کلسیم را اثبات کرد.

آنها سپس وزیکول‌های خارج سلولی را از موش‌های طبیعی و موش‌های فاقد ژن کدکننده کانال پتاسیم BK جدا کردند و دریافتند که محموله موجود در وزیکول‌های خارج سلولی موش‌های فاقد ژن از نظر تعداد و اندازه بسیار متفاوت است - که نشان‌دهنده نقش عملکردی کانال BKCa است.

خان گفت: چندین قطعه RNA کوچک که فعال‌سازی ژن را تنظیم می‌کنند و در میان محموله‌های موجود در وزیکول‌های موش طبیعی یافت شدند، به محافظت از قلب در برابر استرس اکسیداتیو کمک می‌کنند. وزیکول‌های خارج سلولی موش‌های فاقد ژن کانال BK حاوی مجموعه متفاوتی از این قطعات به نام میکروRNAها بودند.

این یافته منجر به آزمایش‌های حیوانی در آزمایشگاه خان شد، جایی که وزیکول‌های خارج سلولی موش‌های طبیعی و موش‌های فاقد ژن BK به موش‌هایی با قلب بیمار تزریق شدند.

او گفت: مردم در مورد بارگذاری این وزیکول‌ها با مولکول‌های باردار صحبت می‌کنند - چه دارو باشد، چه پروتئین‌های RNA یا چیز دیگری. اگر آنها را با مولکول‌های باردار بارگذاری کنید و هموستاز یونی را مدیریت نکنید، نوعی عواقب خواهید داشت. نکته اصلی ما این است که اگر در حال مهندسی زیستی خودروهای الکتریکی هستید، باید ترکیب مناسبی از کانال‌های یونی و ناقل‌ها را داشته باشید.

انتهای پیام/