به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، سلول‌های بنیادی (SC) نوعی سلول با قابلیت خود نوسازی و تمایز چند توانی هستند که می‌توانند به انواع سلول‌ها مانند استئوبلاست، غضروفی، نوروسیت برای درمان بیماری‌هایی مانند پوکی استخوان، استئوآرتریت و بیماری آلزایمر تمایز پیدا کنند. علیرغم توسعه روش‌های جدید برای القای تمایز سلولی، ناکارآمدی و پیچیدگی کنترل تمایز سلول‌های بنیادی همچنان یک چالش جدی است که برای توسعه یک رویکرد جدید و جایگزین برای کنترل مؤثر جهت تمایز سلول‌های بنیادی در شرایط in vitro و in vivo ضروری است. درمان با سلول‌های بنیادی پیشرفت‌های اخیر در فناوری نانو برای توسعه کلاس جدیدی از نانوذرات معدنی که خواص شیمیایی و فیزیکی منحصر به فردی از خود نشان می‌دهند، نویدبخش درمان سلول‌های بنیادی است. در طول دهه گذشته، رویکردهای مبتنی بر نانوذرات معدنی علیه سلول‌های بنیادی به سمت توسعه نانوذرات با دارورسانی یا استفاده از نانوذرات برای رفتارهای سلولی کنترل‌شده و استفاده از نانوذرات برای القای تمایز سلولی به طور مستقیم هدایت شده‌اند. علاوه بر این، یک استراتژی برای عامل‌دار کردن نانوذرات معدنی به‌عنوان یک نانوکاوشگر در جهت نفوذ بیشتر از طریق نور مادون قرمز نزدیک یا تشدید مغناطیسی هسته‌ای با استفاده از سلول‌های بنیادی ردیابی طولانی‌مدت در داخل بدن مورد توجه قرار گرفته است. توسعه اخیر این رویکردهای مبتنی بر نانوذرات معدنی را به‌عنوان درمآن‌های بالقوه برای کنترل تمایز سلول‌های بنیادی و غیره برای درمان سلول‌های بنیادی، همراه با فرصت‌ها و چالش‌های کنونی که برای ترجمه موفق بالینی آن‌ها باید برطرف شوند، خلاصه و برجسته می‌کند.
نانوذرات با تبدیل بالا (UCNP)
نانوذرات تبدیل بالا (UCNPs) می‌توانند نور NIR را به نور UV یا نور مرئی جذب کنند و معمولاً از یون‌های لانتانید سه ظرفیتی تشکیل شده‌اند. بنابراین، UCNP های NIR-to-UV/مرئی در کاربردهای زیست پزشکی توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. اخیراً، UCNP های کاربردی به عنوان نانوحامل برای کنترل تمایز سلول‌های بنیادی مورد استفاده قرار گرفتند. به عنوان مثال، محققان از UCNP های NIR به قابل مشاهده به عنوان سیستم تحویل مولکول کوچک کارتوژنین (KGN) برای کنترل تمایز سلول‌های بنیادی به کندروسیت یا استئوبلاست توسط نور NIR استفاده کردند. آن‌ها از NIR به عنوان سوئیچ و UCNP ها به عنوان نانوکپسول‌ها برای تحریک نور آزادسازی درون سلولی و آزادسازی KGN استفاده کردند. از آنجایی که NIR می‌تواند باعث کاهش کلسیم داخل سلولی و انتقال KGN شود، سلول‌های مزانشیم انسانی (hMSCs) می‌توانند با مهار هیپرتروفی به سلول‌های غضروفی تمایز یابند.
نقاط کوانتومی (QD)
QD ها به عنوان مواد نیمه هادی با خواص فلورسانس عالی به عنوان پروب‌های تصویربرداری و پلت فرم‌های جهانی در کاربرد زیست پزشکی با مزانشیم سطح آسان و عملکرد نوری برتر در نظر گرفته می‌شوند. حلالیت در آب، سمیت کم، زیست سازگاری خوب و شیمی سطحی چند منظوره، که می‌تواند به عنوان نانوکاوشگر یا نانوحامل استفاده شود، که اجازه می‌دهد تا برخی از گروه‌های عاملی مانند پپتید یا پروتئین را برای برچسب زدن سلول‌ها و بارگذاری/تحویل دارو با هم ترکیب کنند. QD ها دارای خواص نوری عالی برای حفظ شدت فلورسانس و ردیابی سلول‌ها در شرایط in vitro و in vivo برای مدت طولانی هستند. نانوحامل‌های مبتنی بر QD را می‌توان برای درمان درون سلولی یا سیستمیک آزادسازی دارو و نظارت بر زمان واقعی نانوحامل‌ها استفاده کرد.
نانوذرات مغناطیسی (MNP)
می‌توان از آن برای ردیابی سلول‌های بنیادی در داخل و خارج از بدن با تزریق موضعی یا تزریق داخل وریدی استفاده کرد. MNPs، که یک کاندید بسیار امیدوارکننده برای ردیابی سلول‌ها در شرایط آزمایشگاهی و درون تنی است. MNP ها مانند Fe2O3، Fe3O4، یا Fe3O4.SiO2، یک نانو MNP با ساختار اسپینل مکعبی به دلیل خواص مغناطیسی آن است که می‌توان از آن استفاده کرد. بر اساس ویژگی‌های فیزیکی خاص MNPs، MNPs برای ردیابی سلول‌های بنیادی در دهه گذشته استفاده شده است، مانند روشی امیدوارکننده برای محلی‌سازی در داخل بدن پس از تزریق و پیوند سلول‌های بنیادی. تاکنون، MNPها می‌توانند نانوذرات معدنی باشند که بیشترین استفاده را در تحقیقات سلول‌های بنیادی داشته‌اند. بیشتر کاربردها حول برچسب‌گذاری سلول‌های بنیادی در شرایط آزمایشگاهی و درون تنی توسط MNPها می‌چرخند. تحویل کارآمد سلول‌های بنیادی نشان‌دار شده با MNPS را می‌توان با استفاده از آهن‌رباهای خارجی برای افزایش مهاجرت سلول‌های بنیادی در داخل بدن نشان داد.
نانوذرات سیلیکا مزوپور (MSN)
در طول دهه‌های گذشته، نانوذرات سیلیکا مزو متخلخل (MSNs) مزایای زیادی مانند سطح ویژه بزرگ، ظرفیت بارگذاری بالای ساختار مزوپور و زیست سازگاری به‌عنوان نانوحامل برای تحویل دارو داشته‌اند. چندین بیماری که اثربخشی درمان را افزایش می‌دهند مانند سرطان. MSNها همچنین برای تحویل محموله به سلول‌های بنیادی یا به عنوان یک نانوکاوشگر برای ردیابی سلول‌های بنیادی در شرایط آزمایشگاهی و درون تنی در مطالعات گذشته مورد استفاده قرار گرفتند. به عنوان مثال، محققان MSN ها را سنتز کردند تا سلول‌های بنیادی را برای ردیابی طولانی مدت در شرایط آزمایشگاهی برچسب گذاری کنند.
اکسید گرافن (GO)
در سال‌های اخیر، نانومواد مبتنی بر GO به دلیل پایداری و زیست سازگاری عالی می‌توانند به طور کامل در پزشکی احیاکننده و سلول‌های بنیادی استفاده شوند. این یک ورق شبکه دو بعدی لانه زنبوری است که از اتم‌های کربن هیبریدی SP2 تشکیل شده است. در نزدیک به 20 سال گذشته، GO و مشتقات آن در کاربرد پزشکی زیستی مانند تصویربرداری، پزشکی احیا کننده، درمان سرطان، دارورسانی، سلول‌های بنیادی و بافت مهندسی، حس زیستی، تعامل پروتئین، تشخیص، و غیره. به ویژه در کاربردهای زیست پزشکی سلول‌های بنیادی، به عنوان مثال، محققان از GO برای تقویت تمایز قلبی سلول‌های بنیادی جنینی انسان (hESCs) استفاده کردند.
نانو ذرات طلا (AuNPs)
نانوذرات طلا (AuNPs) پایدارترین نانوذرات فلزی با زیست سازگاری خوب و اصلاح سطح آسان هستند. آن‌ها برای تحقیقات سلول‌های بنیادی ایده آل هستند. Citation76 AuNP ها به طور گسترده در مطالعه تحقیقات زیست پزشکی استفاده شده اند که بر اساس خواص منحصر به فرد و عملکردهای سطحی متعدد است. در بیونانوتکنولوژی، AuNPها به دلیل خواص ویژه آن‌ها از جمله رزونانس پلاسمون سطحی (SPR) و قابلیت خاموش کردن فلورسانس به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. بنابراین، AuNP ها به ویژه برای استراتژی‌های درمانی در حسگرهای زیستی تشخیص، نانوحامل دارورسانی و غیره مفید هستند.
نانولوله‌های کربنی (CNBS)
CNBS خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی دارد. این یک نانوساختار توخالی یک بعدی است، به یک حامل چند منظوره جدید و کاوشگر جدید تبدیل شده است که می‌تواند به عنوان مواد ساختاری فوق العاده قوی برای الکترونیک، درمان با سلول‌های بنیادی و مهندسی زیست پزشکی استفاده شود. مقاومت در برابر خوردگی، استحکام و زیست سازگاری، CNB به طور ویژه برای کنترل تمایز سلول‌های بنیادی عصبی (NSCs) استفاده شد. به عنوان مثال، محققان نشان دادند که سلول‌های بنیادی عصبی جنینی موش (NSCs) قشر مغز می‌توانند به نورون‌ها، آستروسیت‌ها و الیگودندروسیت‌ها تمایز یابند. 
علیرغم توسعه عوامل جدید برای کنترل تمایز سلولی، کارایی و پیچیدگی هدایت تمایز سلولی در داخل بدن یک چالش جدی است که توسعه رویکردهای جدید و جایگزین را برای یک روش موثر برای درمان بالینی ضروری می‌کند. همانطور که در اینجا مرور شد، پیشرفت‌های اخیر در توسعه و کاربرد یک کلاس جدید از نانوذرات با خواص شیمیایی و فیزیکی منحصر به فرد، پتانسیل‌های زیادی را به عنوان جایگزینی برای درمان آنتی‌بیوتیکی مرسوم برای کنترل تمایز سلولی دارد.
پایان مطلب/.