نانوذرات به یاری جداسازی لیزوزوم ها از سلول آمد - استدیو مرینا

به گزارش گروه دانشگاه خبرنگاران، محققان ژاپنی نشان دادند که با استفاده از نانوذرات می توان لیزوزوم ها را از سلول جدا کرد. این روش کارایی بالاتری نسبت به سانتریفیوژ دارد.

عملکرد صحیح سلول های ما بر اساس هماهنگی دقیق بسیاری از فرآیند ها و اندامک های پیچیده است. لیزوزوم ها، اندامک های سلولی حیاتی، پر از آنزیم هستند که در بسیاری از سلول های حیوانی یافت می شوند و به تجزیه و استفاده مجدد درشت مولکول ها مانند پروتئین ها، لیپید ها و نوکلئوتید ها یاری می نمایند. لیزوزوم ها علاوه بر عملکردشان در هضم سلولی و مدیریت مواد زائد، در سیگنال دهی اسید آمینه نیز شرکت می نمایند که سنتز پروتئین را نیز تحریک می نماید.

با توجه به اینکه بسیاری از بیمار ها به علت نقص در عملکرد لیزوزوم ایجاد می شوند، جای تعجب نیست که محققان برای دهه ها به طور فعال در کوشش برای درک این اندامک ا بوده اند. اما تنها چند روش وجود دارد که امکان استخراج لیزوزوم ها را از داخل سلول فراهم می نماید. رایج ترین روش اولتراسانتریفیوژ با گرادیان چگالی نام دارد. این روش شامل شکستن آرام غشای سلول و اعمال نیروی گریز از مرکز به محتویات سلول است. این کار اجزای سلول را جدا می نماید. متأسفانه، بعضی از اندامک های دیگر چگالی مشابه لیزوزوم ها دارند و در نتیجه نمونه هایی با ناخالصی بالا ایجاد می شوند. علاوه بر این، این فرآیند به قدری طول می کشد که تا خاتمه آن، بسیاری از پروتئین های لیزوزومی از بین رفته و/یا تخریب شده اند.

به تازگی، تیمی از دانشمندان به سرپرستی پروفسور شینیا مائنوسونو از مؤسسه علوم و فناوری پیشرفته ژاپن (JAIST) قدمی برای حل این مشکل برداشته اند و یک راهبرد تازه برای جداسازی سریع لیزوزوم های دست نخورده با خلوص بالا ایجاد نموده اند. نتایج این مطالعه در ACS Nano منتشر شده است.

راهبرد آن ها حول محور استفاده از نانوذرات هیبریدی مغناطیسی-پلاسمونیک (MPNPs) ساخته شده از نقره و آلیاژ آهن- کبالت و پوشیده شده در ترکیبی به نام آمینو دکستران (aDxt) است. اساس این رویکرد این است که MPNP های پوشیده شده با aDxt به طور طبیعی به وسیله سلول ها به وسیله اندوسیتوز بلعیده می شوند، که در داخل لیزوزوم ها به اوج میزان خود می رسد. هنگامی که MPNP های کافی در داخل لیزوزوم ها انباشته شدند، سلول ها را می توان به آرامی له کرد و لیزوزوم ها را با استفاده از آهنربا بازیابی کرد.

برای اینکه این روش کار کند، لازم است که MPNP ها فقط در داخل لیزوزوم ها قرار گیرند و نه در سایر اندامک ها. اینجاست که تصویربرداری پلاسمون مفید است، زیرا روش تعامل نانوذرات پلاسمونی با نور، تصوبربرداری از آن ها را با میکروسکوپ نوری آسان می نماید. محققان با رنگ آمیزی متفاوت هر نوع اندامک در جهت اندوسیتی با استفاده از رنگ آمیزی ایمنی و آنالیز نحوه همپوشانی محل MPNP ها با آنها، زمان دقیقی را که بیشتر MPNP ها برای رسیدن به لیزوزوم احتیاج دارند، معین کردند. به نوبه خود، این کار تضمین می نماید که در فرآیند جداسازی، نمونه های لیزوزوم با خلوص بالا به دست می آید.

پس از آن، این تیم اثرات دما و زمان جداسازی مغناطیسی را بر روی ترکیب پروتئین لیزوزوم های استخراج شده تجزیه و تحلیل کردند. نتایج آن ها نشان داد که از دست دادن پروتئین حتی در دمای پایین 4 درجه سانتیگراد بسیار سریع است.