به گزارش سیناپرس، یافته های یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه کالیفرنیا نشان می دهد که سلول‌ها چگونه محیط مکانیکی خود را هنگام ساختن بافت ها در طول جنین زایی حس می کنند.
ساختن بافت ها و اندام ها یکی از پیچیده ترین و ضروری ترین وظایفی است که سلول ها باید در طول جنین زایی انجام دهند. در این وظیفه جمعی، سلول ها از طریق انواع روش های ارتباطی از جمله سیگنال های بیوشیمیایی که شبیه به حس بویایی سلول است و نشانه های مکانیکی مانند حس لامسه سلول، ارتباط برقرار می کنند.
در این راستا، پروفسور اوتگر کامپس (Otger Campàs) به همراه همکارانش در دانشگاه فنی درسدن و دانشگاه کالیفرنیا اکنون توانسته اند راز دیگری پیرامون این سوال که سلول‌ها چگونه از حس لامسه خود برای تصمیم گیری های حیاتی در طول جنین زایی استفاده می کنند را کشف کنند.
محققان در مقاله خود گزارش می دهند: چگونه سلول های یک جنین زنده به طور مکانیکی محیط خود را آزمایش می کنند و چه پارامترها و ساختارهای مکانیکی را درک می کنند.
پروفسور کامپس می گوید: ما چیزهای زیادی در مورد اینکه سلول ها چگونه نشانه های مکانیکی در یک ظرف را حس می کنند و به آنها پاسخ می دهند، می دانیم. با این حال، ریزمحیط آنها در یک جنین کاملاً متفاوت است و ما نمی دانستیم آنها چه نشانه های مکانیکی را در یک بافت زنده درک می کنند.
او در ادامه توضیح می دهد: درمان‌های مکانیکی به سلول‌ها کمک می کند تا تصمیم‌های مهمی بگیرند، مانند تقسیم یا عدم تقسیم، حرکت یا حتی تمایز چراکه در فرآیند تمایز سلول‌های بنیادی به سلول‌های تخصصی‌تری تبدیل می شوند که قادر به انجام عملکردهای خاص هستند. مطالعات قبلی نشان داد که سلول های بنیادی که روی یک بستر مصنوعی قرار می گیرند برای تصمیم گیری به شدت به نشانه های مکانیکی متکی هستند. از اینروست که سلول‌های روی سطوح با سفتی شبیه به استخوان‌ها به سلول‌های استخوانی تبدیل شدند، در حالی که سلول‌های روی سطوح با سفتی مشابه بافت مغز به نورون تبدیل شدند.
این یافته‌ها زمینه مهندسی بافت را بسیار پیشرفته کرد، زیرا محققان از این نشانه های مکانیکی برای ایجاد داربست‌های مصنوعی برای متقاعد کردن سلول‌های بنیادی برای رسیدن به نتایج مطلوب استفاده کردند که امروزه از این داربست ها در انواع کاربردهای زیست پزشکی استفاده می شود.
پروفسور کامپاس در این باره می گوید: ما ابتدا بررسی کردیم که سلول‌ها چگونه محیط ریز خود را هنگام تمایز و ساختن محور بدن مهره داران، آزمایش مکانیکی می کنند. به گزارش سیناپرس، سلول ها از برجستگی های مختلفی برای فشار و کشیدن محیط خود استفاده می کردند. بنابراین ما اندازه گیری کردیم که آنها چقدر سریع و قوی فشار می آورند.
در این آزمایش ها، تیم پژوهشی پروفسور کامپاس با استفاده از یک قطره مایع فرومغناطیسی که بین سلول های در حال توسعه قرار گرفت، توانستند این نیروهای کوچک را تقلید کرده و واکنش مکانیکی سلول‌های اطراف را اندازه گیری کنند.
به گفته پژوهشگران، برای عملکرد این سلول های جنینی، وضعیت فیزیکی جمعی آنها بسیار مهم است. چیزی که هنوز در این مطالعه ثابت نشده، این سوال پیچیده است که آیا تغییر در سفتی در محیط جنینی باعث تغییر در وضعیت سلولی می شود یا خیر. بین ویژگی‌های مکانیکی ساختارهایی که سلول‌ها به طور جمعی می سازند، مانند بافت‌ها یا اندام‌ها و تصمیماتی که آنها به‌طور جداگانه می گیرند، تأثیر متقابل وجود دارد، زیرا اینها به نشانه‌های مکانیکی بستگی دارد که سلول‌ها در بافت حس می کنند.
به گزارش سیناپرس، یافته های این مطالعه ممکن است پیامدهای مهمی برای مهندسی بافت داشته باشد. مواد بالقوه ای که ویژگی های کف مانند بافت جنینی را تقلید می کنند، برخلاف داربست‌های پلیمری یا ژلی مصنوعی، ممکن است به محققان اجازه دهد تا بافت‌ها، اندام‌ها و ایمپلنت‌های مصنوعی قوی‌تر و پیچیده تری را در آزمایشگاه با هندسه‌ها و ویژگی‌های مکانیکی مناسب برای عملکردهای مورد نظر ایجاد کنند.
شرح کامل این مطالعه در مجله Nature Materials منتشر شده است.
مترجم: مهدی فلاحی پناه
No tags for this post.