ایده های جدید محققان ایرانی و بین المللی برای درمان سرطان
به گزارش دانشگاه صنعتی شریف؛ مقاله امید باوی دانشجوی دکتری پژوهشکده علوم و فناوری نانو این دانشگاه در نشریه بین المللی نیچر'Nature Communications' که یکی از معتبرترین نشریات علمی دنیا است، به چاپ رسیده است.
این مقاله حاصل همکاری بین رشته ای 13 نفر از محققان و برخی صاحبنظران بایوفیزیک از دانشگاه های UNSW و ANU استرالیا، دانشگاه شیکاگو، دانشگاه کایزرسلاتن، دانشگاه کالیفرنیا و پژوهشکده علوم و فناوری نانو دانشگاه صنعتی شریف است.
در این تحقیق تکنیک‌های مختلف تجربی و محاسباتی شامل آنالیز EPR، الکتروفیزیولوژی و آزمایشات پچ- کلمپ، مدل‌سازی المان محدود (FE) و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی (MD) به خدمت گرفته شده است تا مدل باز و بست غشاء و نقش تعیین کننده آلفاهلیکس N-terminus در انتقال نیرو از لیپید به پروتئین و گشودگی کانال یونی اثبات شود.
باوی پیش از گذراندن دوره فرصت مطالعاتی در کشور استرالیا، بخشی از تحقیقات انجام شده خود در حوزه نانوکانال های یونی مکانوسنسیتیو را در بیش از پنج کنفرانس بین المللی و چهار ژورنال ISI ارائه و به چاپ رسانده است که در این میان می‌توان به نشریاتی همچون PNAS و Channels، Plos-One اشاره کرد.
رساله تعریف شده به راهنمایی استادانی همچون پروفسور منوچهر وثوقی از پژوهشکده علوم و فناوری نانو و دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی شریف، دکتر یوسف جمالی از پژوهشگاه تحقیقات بنیادین (IPM) و دانشکده ریاضی دانشگاه تربیت مدرس و پروفسور رضا نقدآبادی از پژوهشکده علوم وفناوری نانو و دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف در حال انجام است.
** بررسی راه حل هایی برای ترمیم بافت های سرطانی
این محقق جوان درخصوص تحقیقات صورت گرفته در طرح پژوهشی خود گفت: رفتار متنوع سیستم‌های زنده، از حرکت و رشد عمودی درختان و سازگاری باکتری‌ها با شرایط اسمتیک پیرامونی گرفته تا انقباض ماهیچه‌ها و تغییرات فشارخون رگ‌ها و حس لامسه و شنوایی، نتیجه حضور و اندرکنش نیروهای مکانیکی با سلول است.
وی ادامه داد: اگرچه جنس نیروها (نیروی گرانش، فشار اسمزی، تنش برشی سیال، حرکت امواج مکانیکی) و مکانیزم عملکردی سلول‌های زنده کاملاً متفاوت است، اما وجود یک بخش حساس به نیروی مکانیکی در همه این سلول‌ها مشترک است که وظیفه‌اش دریافت سیگنال‌های مکانیکی (حسگری) و انتقال آن به فضای درون هسته (ترارسانی) است.
باوی با بیان اینکه فرایند حسگری و ترارسانی مکانیکی نقشی کلیدی در کنترل رفتار و تعامل موجودات زنده با یکدیگر و محیط پیرامونی آنها دارد، خاطرنشان کرد: یکی از انواع این گیرنده‌های مکانیکی که در گونه‌های سلولی متفاوتی از مهره‌داران و بی‌مهرگان وجود دارد، کانال‌های یونی تحریک شونده با نیروی مکانیکی (MSCs) است که با دریافت و انتقال سیگنال‌های مکانیکی به محیط درون سلولی، علاوه بر حسگری فشار، لمس، ارتعاش و شنوایی، در بسیاری از فرایندهای تنظیمی درون سلولی و پاسخ‌های بیولوژیکی نقش اساسی ایفا می‌کند.
این دانشجوی دکتری یادآور شد: علاوه بر ابهامات موجود در مورد نحوه تغییر ساختار کانال در فرایند باز و بست، نحوه انتقال نیرو به پروتئین ها نیز مورد بحث و بررسی جدی محققان قرار دارد و اینکه نیروی خارجی اعمال شده به سلول به چه صورت به تنش تبدیل می‌شود، به چه واسطه‌ای به اجزاء دیواره کانال می‌رسد و این انتقال با چه شدت و مدت زمان اثر به کانال‌ها وارد می‌شود، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده و آنها را وادار به پیشنهاد مکانیزم‌های متنوعی در این باره کرده است.
وی ادامه داد: یکی از این مدل‌های بازوبست که برای طیف وسیعی از کانال‌های یوکاریوت و پروکاریوت پیشنهاد شده است مدل دولایه (غشاء) است؛ به عبارتی نیروی خارجی اعمالی از طریق بستر دولایه لیپدی به پروتئین‌های دیواره کانال رسیده و تغییر مساحت و یا تغییر ضخامت ناحیه آب‌دوست (گروه‌های فسفاتی دو سر دولایه) و یا آب‌گریز (زنجیره‌های هیدروکربنی لیپید) در عرض دولایه موجب القای کرنش به دیواره کانال شده و به باز و بست آن می‌انجامد.
باوی افزود: موضوع دیگر مورد بررسی در این طرح تحقیقاتی، پاسخ مکانیکی و الاستیسیته این پروتئین ها در قبال نیروهای خارجی است به گونه ای که تاثیر خواص مکانیکی اجزای دخیل در مدل‌های بازوبست، ایده‌های ارزشمندی در مبحث درمان سلول‌های بافت سرطانی پیش روی محققان می‌گذارد زیرا یکی از تفاوت‌های عمده بافت سرطانی با بافت سالم بدن، اختلاف سختی بخش خارج سلولی (ECM) آنها است که این امر ممکن است بتواند راه‌حلی برای تشدید فعالیت کانال‌ها از طریق دستکاری خواص مکانیکی بخش خارج سلولی بافت سرطانی ارائه کند.
