به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، ارتباط سلول به سلول یک پیش نیاز حیاتی برای توسعه و نگهداری موجودات چند سلولی است. تا به امروز، مکانیسم‌های متنوعی از تبادل اطلاعات بین سلولی، از جمله سیناپس‌های شیمیایی، اتصالات شکاف و پلاسمودسماتا ثبت شده است. در اینجا، ساختارهای نانولوله‌ای بسیار حساس را توصیف می‌کنیم که به صورت de novo بین سلول‌هایی که شبکه‌های پیچیده ایجاد می‌کنند، تشکیل شده‌اند. این ساختارها انتقال انتخابی وزیکول‌ها و اندامک‌های غشایی را تسهیل می‌کنند اما به نظر می‌رسد که مانع از جریان مولکول‌های کوچک می‌شوند. بر این اساس، ما یک اصل بیولوژیکی جدید از تعامل سلول به سلول را بر اساس تداوم غشاء و انتقال بین سلولی اندامک‌ها پیشنهاد می‌کنیم. در همین راستا ما مشاهدا کردیم که سلول‌های درون جنین ماهی زنده در حال انجام کار مشابهی در مقیاس میکرو هستند. در مطالعه‌ای که در مجله bioRxiv در دسترس قرار گرفت، محققان در فرانسه شاهد لوله‌های بلند و نازک بودند که محموله‌ها را بین سلول‌های داخل جنین گورخرماهی جابه‌جا می‌کردند. نویسندگان گزارش دادندکه «این مطالعه اولین نمایش نانولوله‌های تونلی کاربردی در یک جنین زنده است.

نانولوله‌های تونلی

برای اولین بار در سال 2004 ، سلول‌هایی در حال گسترش  به سلول‌های دیگر به صورت تونل‌هایی کوچک و طویل دیده شدند. از آن زمان، سلول‌های سرطانی با استفاده از این «بزرگراه‌های نانولوله‌ای» مانند نی برای مکیدن نیروگاه‌های انرژی موسوم به میتوکندری از سلول‌های سالم استفاده می‌کردند. در آزمایش‌های انجام شده درپتری دیش، به نظر می‌رسد که نانولوله‌های تونلی که طول آنها تا 100 میکرومتر می‌رسد، یک سرویس انتقال بین سلولی مهم برای مواد شیمیایی، RNA پیام‌رسان، پروتئین‌ها، اندامک‌ها، ویروس‌ها و باکتری‌ها را فراهم می‌کند. این نانولوله‌ها می‌توانند در ایجاد سرطان، بیماری آلزایمر، HIV و SARS-CoV2 نقش داشته باشند.

مشاهده و تایید ساختارهای بین سلولی

مشاهده این سیستم‌های پستی کوچک در حال کار در یک دیش پتری یک چیز است، اما اینکه کاملاً تأیید شود که همان شبکه در داخل یک ساختار پیچیده و سه بعدی مانند یک حیوان زنده وجود دارد، چیز دیگری است. درون موجودات زنده چند سلولی، چیزهای زیادی در کنار هم قرار دارند که الیاف باریک حاصل از آنها می‌توانند به راحتی گم شوند. محققان می‌نویسند: "سلول‌ها بسیار متراکم هستند، بنابراین همین موضوع مشاهده ساختارهای بین سلولی را در صورتی که همه سلول‌ها برچسب گذاری شده باشند غیرممکن می‌کند." ولی محققان فرانسوی با ردیابی رشد این پیچک‌های ارتباطی در داخل جنین گورخرماهی شفاف که به سرعت در حال رشد هستند، بر این مشکل غلبه کردند.

اولین نمایش TNTهای کاربردی در یک جنین زنده

نانولوله‌های تونلی (TNTs) اتصالات بین سلولی نازکی هستند که حمل و نقل محموله‌های متنوع از یون‌ها تا اندامک‌ها را تسهیل می‌کنند. در حالی که مطالعات TNT عمدتاً در کشت‌های سلولی انجام شده است، وجود TNTهای باز در موجودات زنده تأیید نشده باقی مانده است. با وجود مشاهده اتصالات بین سلولی در طول رشد جنینی در گونه‌های مختلف، نقش عملکردی آنها تایید نشده است. در این مطالعه، ما برچسب‌گذاری موزاییکی سلول‌های گاسترولا را در جنین گورخرماهی انجام دادیم تا همزیستی ساختارهای TNT مانند را در کنار دیگر برآمدگی‌های سلولی نشان دهیم. این اتصالات جنینی TNT مورفولوژی مشابهی با TNTهای توصیف شده در کشت سلولی نشان دادند، به نظر می‌رسید مکانیسم‌های تشکیل مشابهی دارند و می‌توانند با بیان بیش از حد Eps8 و درمان CK666 القا شوند. مهمتر از همه، برای طبقه بندی آنها به عنوان TNTها، ما توانایی آنها را برای انتقال محموله‌های محلول و اندامک‌ها نشان دادیم، که یکی از ویژگی‌های تعیین کننده TNT های باز است. این مطالعه نشان دهنده اولین نمایش TNT های کاربردی در یک جنین زنده است.

شیوه مطالعاتی

در مرحله 16 سلولی هر جنین، آنها به یک سلول mRNA نشانگر غشایی تزریق کردند. این رنگ در حین تقسیم سلولی به شکل موزاییکی پخش می‌شود - بر برخی از سلول‌ها نیز تأثیر می‌گذارد اما روی برخی دیگر تأثیر نمی‌گذارد. این یک شبکه از الیاف نازک را روشن می‌کند که سلول‌ها را به هم متصل می‌کند. نانولوله‌های تونلی از سایر پیچک‌ها متمایز شدند زیرا رشته‌های بدون وقفه‌ای را تشکیل می‌دادند که طول آن‌ها بیش از 5 میکرومتر بود. هنگامی که جنین به مرحله گاسترولایی خود رسید، حدود 35 درصد از سلول‌های نشاندار شده توسط نانولوله‌های تونلی به هم متصل شدند. محققان در این باره گفتند که ویژگی تعیین کننده نانولوله های تونل زنی با انتهای باز، جابجایی مواد محلول و اقلام حجیم تر است.

درمان سرطان با این روش

در حال حاضر درمان سرطان شامل کشتن یا حذف فیزیکی سلول‌های سرطانی است. این ممکن است در برخی موارد شامل جراحی برای برش بافت باشد، اگرچه اغلب اوقات، استفاده از ترکیبات رادیواکتیو یا سمی نیز برای هدف قرار دادن دقیق تر بافت سرطانی یا کاهش اندازه تومور قبل از جراحی مورد نیاز است. درمان‌های دیگر می‌تواند شامل تحریک سیستم ایمنی برای شناسایی و جستجوی سلول‌های خطاکار، یا کاهش ذخایر مواد مغذی یا هورمون‌ها برای متوقف کردن موثر رشد بافت سرطانی باشد. سرطان‌های مختلف تحت تاثیر درمان‌های مختلف قرار می‌گیرند. همانطور که در مورد تفاوت‌های منحصر به فرد در سرطان‌هایی که در افراد ایجاد می‌شود بیشتر می‌آموزیم، باید به هدف قرار دادن سیستم پیچیده ای که رشد این سلول‎ها و انتقال و تبادلات میان آنها را هدایت می‌کند، با رویکردهای جدید، بیاندیشیم تا درمان‌های بیشتری برای حذف این سلول‌های سرکش پدید آید.

شواهد کسب شده از این مطالعه

برای تأیید وجود این ویژگی در جنین ماهی، محققان پروتئین Dendra2 را به سلول‌ها تزریق کردند زیرا برای عبور از کانال‌های بین سلولی دیگر (مانند اتصالات ژاپنی بین سلول‌های همسایه) بسیار بزرگ است. آنها بعد از تزریق نشانه‌هایی از عبور این پروتئین دست و پا گیر از یک سلول به سلول دیگر را مشاهده کردند. این تیم همچنین به سلول‌ها یک رنگ mRNA تزریق کردند که میتوکندری‌ها را از یک سلول نشان می‌داد و سپس انتقال این میتوکندری‌ها را از طریق یک نانولوله به سلولی دور تماشا کردند.

پایان مطلب/.