پژوهشگران دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه‌ی زنجان در طرحی تحقیقاتی به بررسی برهمکنش نانوذرات با غشای سلول‌ها پرداخته‌اند. نتایج این تحقیقات از نظر درک نحوه‌ی عملکرد نانوداروها بر سلول‌های هدف و افزایش اثرات درمانی حائز اهمیت خواهد بود.
زنجان: بررسی چگونگی برهمکنش نانوذرات با غشای سلول در ورود به سلول‌ها
در صنایع داروسازی و پزشکی، درک سیستم ایمنی بدن و چگونگی جذب دارو در سلول‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. همین مسأله تلاش بسیاری از محققین را در درک بیشتر برهمکنش ذرات با غشای سلول برانگیخته است. این امر به خصوص در زمینه‌ی تشخیص و تمیز دادن سلول‌های سالم از ناسالم، مثل سلول‌های سرطانی، اهمیت بیشتری دارد. در این کار برهمکنش نانوذرات استوانه‌ای با غشای سلول مورد بررسی قرار گرفته است.
به گفته‌ی دکتر سید محمود هاشمی، غشای سلول در ورود ذرات به سلول کاملاً کنترل شده عمل می‌کند و اجازه‌ی ورود هر ذره‌ای را به درون سلول نمی‌دهد. این کار از طریق زائده‌هایی روی ذره و حسگرهایی روی غشای سلول، که به آن‌ها ساختارهای لیگاند-گیرنده گفته می‌شود، انجام می‌گیرد.
وی در ادامه افزود: «فاصله‌ی لیگاندها از یکدیگر از مرتبه‌ی نانومتر است. در صورتیکه لیگاندها بتوانند برهمکنش مناسبی با گیرنده‌های غشای سلول پیدا کنند، باعث چسبیدن غشای سلول به ذره شده و در نهایت ذره وارد سلول می‌شود. البته در این پدیده، اسکلت زیر غشای سلول (سایتوسکلتون) نیز نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند.»
نتایج این طرح، برهمکنش نانوذرات استوانه‌ای و سلول را به صورت یک نمودار فاز نشان می‌دهد. این نمودار، شرایط دربرگیری ذره از قبیل عدم دربرگیری، دربرگیری جزئی و دربرگیری کامل ذره را بر حسب چسبندگی غشا-سایتوسکلتون و غشا-ذره نشان می‌دهد. به طور کلی طبق این نمودار فاز، حداکثر زاویه‌ی دربرگیری جزئی ذره مستقل از چسبندگی غشا-ذره بوده و فقط تابع چسبندگی غشا-سایتوسکتون است.
هاشمی معتقد است به کمک این نمودار می‌توان روشی غیرمستقیم برای بررسی چگونگی برهمکنش سایتوسکلتون با غشای سلول را پیشنهاد کرده و چگونگی عبور ذره از غشا سلول را دسته‌بندی نمود. بدین ترتیب با درک ساز وکار برهمکنش لیگاندها، با گیرنده‌های غشای سلولی به کمک نمودار ارائه شده می‌توان گام مؤثری در پژوهش‌های پزشکی در زمینه‌ی کارکرد سیستم ایمنی بدن برداشت.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر سید محمود هاشمی- دانش‌آموخته‌ی فیزیک دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، دکتر فرشید محمدرفیعی- عضو هیأت علمی این دانشگاه و دکتر پی‌یر سانس از انستیتوی کوری پاریس است. نتایج این کار در مجله‌ی Journal of The Royal Society Interface (جلد ۱۱، شماره ۱۰۰، سال ۲۰۱۴، صفحات ۱ تا ۸) به چاپ رسیده است.
به گفته‌ی دکتر سید محمود هاشمی، غشای سلول در ورود ذرات به سلول کاملاً کنترل شده عمل می‌کند و اجازه‌ی ورود هر ذره‌ای را به درون سلول نمی‌دهد. این کار از طریق زائده‌هایی روی ذره و حسگرهایی روی غشای سلول، که به آن‌ها ساختارهای لیگاند-گیرنده گفته می‌شود، انجام می‌گیرد.
وی در ادامه افزود: «فاصله‌ی لیگاندها از یکدیگر از مرتبه‌ی نانومتر است. در صورتیکه لیگاندها بتوانند برهمکنش مناسبی با گیرنده‌های غشای سلول پیدا کنند، باعث چسبیدن غشای سلول به ذره شده و در نهایت ذره وارد سلول می‌شود. البته در این پدیده، اسکلت زیر غشای سلول (سایتوسکلتون) نیز نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند.»
نتایج این طرح، برهمکنش نانوذرات استوانه‌ای و سلول را به صورت یک نمودار فاز نشان می‌دهد. این نمودار، شرایط دربرگیری ذره از قبیل عدم دربرگیری، دربرگیری جزئی و دربرگیری کامل ذره را بر حسب چسبندگی غشا-سایتوسکلتون و غشا-ذره نشان می‌دهد. به طور کلی طبق این نمودار فاز، حداکثر زاویه‌ی دربرگیری جزئی ذره مستقل از چسبندگی غشا-ذره بوده و فقط تابع چسبندگی غشا-سایتوسکتون است.
هاشمی معتقد است به کمک این نمودار می‌توان روشی غیرمستقیم برای بررسی چگونگی برهمکنش سایتوسکلتون با غشای سلول را پیشنهاد کرده و چگونگی عبور ذره از غشا سلول را دسته‌بندی نمود. بدین ترتیب با درک ساز وکار برهمکنش لیگاندها، با گیرنده‌های غشای سلولی به کمک نمودار ارائه شده می‌توان گام مؤثری در پژوهش‌های پزشکی در زمینه‌ی کارکرد سیستم ایمنی بدن برداشت.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر سید محمود هاشمی- دانش‌آموخته‌ی فیزیک دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، دکتر فرشید محمدرفیعی- عضو هیأت علمی این دانشگاه و دکتر پی‌یر سانس از انستیتوی کوری پاریس است. نتایج این کار در مجله‌ی Journal of The Royal Society Interface (جلد ۱۱، شماره ۱۰۰، سال ۲۰۱۴، صفحات ۱ تا ۸) به چاپ رسیده است.
