به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، وزیکول‌های خارج سلولی (Extracellular vesicles)، اجسام کروی با غشا دولایه لیپیدی هستند که تقریبا توسط همه انواع سلول‌ها به فضای خارج سلولی ترشح یا منتشر می‌شوند و نقش مهمی در ارتباط سلولی، بین سلول‌های دور و نزدیک دارند. وزیکول‌های خارج سلولی یا به اختصار EVs در پروسه‌های فیزیولوژیک و پاتولوژیک بسیاری از جمله ارتباطات بین سلولی، محافظت در برابر استرس و مرگ سلولی، اثرات ضد میکروبی، انعقاد خون، آنژیوژنز، تنظیم ایمنی، بدخیمی و التهاب نقش دارند. ترشح این وزیکول‌ها به ویژه در شرایط فیزیولوژیک یا پاتولوژیک خاص، از این حیث که مانند محموله‌هایی مهم حامل اسرار و سیگنال‌هایی برای سلول‌های دور و نزدیک هستند، مورد توجه قرار گرفته‌اند. در  یک مطالعه اخیر منتشر شده در نشریه Nature Communications، محققان از صفحات نانوالیاف سلولز (CNF) برای نشان دادن ناهمگنی جغرافیایی وزیکول خارج سلولی (EV) با تجزیه و تحلیل اگزوزوم فضایی استفاده می‌کنند.

EV چیست؟

همه سلول‌های زنده EV‌ها را آزاد می‌کنند که در ارتباطات بین سلولی بسیار مهم هستند. خواص بیولوژیکی EVs ممکن است عملکرد، منشاء و بیوژنز آن‌ها را منعکس کند، بنابراین منجر به تولید طیف گسترده‌ای از EVs در مایعات فیزیولوژیکی می‌شود. درک زیرجمعیت‌های EV حیاتی است. با این حال، ناهمگونی واقعی به دلیل EVs که به طور مداوم در مایعات فیزیولوژیکی حرکت می‌کنند، دست نیافتنی است. به عنوان مثال، تومورهای حفره شکمی، مانند تومورهای موجود در سرطان‌های دستگاه گوارش و زنان، ممکن است منجر به تجمع آسیت بدخیم در این افراد شود. در آسیت، EV‌ها می‌توانند به پیشرفت تومور کمک کنند، بنابراین پتانسیل آن‌ها را به عنوان یک هدف برای درمان‌های جدید سرطان نشان می‌دهد.

در مورد مطالعه

در مطالعه حاضر، محققان استفاده از کاغذ CNF را برای ضبط و حفظ خودروهای الکتریکی از مقادیر کمی مایعات بدن بیمار در طول جراحی پیشنهاد کردند. CNF‌ها به دلیل چگالی کم، استحکام بالا، چندین گروه هیدروکسیل، سطح وسیع، جذب آب قوی، سازگاری زیستی، پایداری و زیست تخریب پذیری، برای ساخت نانوصفحات با نانوساختارهای قابل تغییر ایده آل هستند. CNF‌ها ممکن است در مقیاس بزرگ برای فعالیت‌های صنعتی تولید شوند. ورق‌های نانوالیاف سلولزی از CNF با استفاده از خمیر هرگز خشک نشده برای ایجاد کاغذهای نانو با نانوساختارهای قابل تغییر تولید شدند. ده لیتر از نمونه مایع بدن بر روی صفحات CNF تزریق شد تا EVs از منبع مایع بدن جمع آوری شود. ورقه‌های خشک شده در سالین بافر فسفات (PBS) به مدت 10 ثانیه شستشو داده شدند. پس از شستشو، ورق‌ها به مدت 30 ثانیه در یک لوله 1.5 میلی لیتری پر از PBS گرداب شدند. پس از پنج دقیقه، ورقه‌های CNF برداشته شد و EVs در محلول PBS باقی ماند. EVهای استخراج‌شده با استفاده از میکروسکوپ کرایو الکترونی (cryo-EM) ، آنالیز وسترن بلات، و واکنش زنجیره‌ای پلیمراز رونویسی معکوس کمی (qRT-PCR) برای بیان میکرو ریبونوکلئیک اسید (miRNA) مورد بررسی قرار گرفتند. سلول‌های اپیتلیال سرطان تخمدان ID8 برای ارزیابی توسعه تومور از بیماری‌های موضعی استفاده شد. محققان استفاده از منافذ باز نانو کاغذ و زیست سازگاری را برای جذب مستقیم EV از مایعات بدن انسان و بهره برداری از منافذ بسته پس از خشک شدن و در نتیجه ویژگی‌های مانع اکسیژن برای ذخیره سازی EV پیشنهاد کردند. نانوکاغذهای سلولزی متخلخل برای جذب و ذخیره خودروهای الکتریکی از مایعات بدن در بافت‌های انسانی سفارشی شدند. قطر منافذ با اندازه EV تعیین شد، در حالی که ضخامت کاغذ بر اساس قابلیت کنترل و چسبندگی به بافت‌های بدن تعیین شد. آلاینده‌های سطحی با استفاده از نمونه‌های بزاق و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FE-SEM) شناسایی شدند. قبل از استفاده از ورق CNF برای استخراج EVs از اندام‌های مرطوب، جمع آوری EV در سرم بیماران مورد بررسی قرار گرفت. پس از شستن میکرو RNA‌های بدون EV، RNA جدا شد. برای آزمایش اثربخشی عملیات شستشو برای حذف microRNA بدون EV، microRNA مصنوعی بر روی ورق CNF منتشر شد. سپس ورقه‌ها را رها کردند تا خشک شوند و به مدت یک هفته نگهداری شدند. پس از شستشو، استخراج microRNA با استفاده از بافر لیز و سپس آنالیز qRT-PCR و تعیین توالی RNA با اندازه کوچک انجام شد. محققان استفاده از microRNA بدون EV را برای گرفتن آسیت در بافت‌هایی مانند رحم، تخمدان، امنتوم، کبد، صفاق و سایر اندام‌های حفره صفاقی مورد مطالعه قرار دادند.

یافته‌های مطالعه

صفحات CNF با ارائه یک رویکرد منحصر به فرد برای جمع آوری و ذخیره EVs از مایعات بیولوژیکی، مطالعه ترکیبات فعال زیستی را در EV‌ها امکان پذیر کرد. علاوه بر این، CNF‌ها EV‌ها را در مقادیر کمی‌اسیت با چسباندن ورقه‌های CNF به اندام‌های مرطوب جذب کردند، که برای توالی یابی RNA با اندازه کوچک کافی است. برگه‌های CNF می‌توانند miRNA‌های مرتبط با سرطان را در سرطان تخمدان از مرحله اولیه زمانی که حیوانات آسیت نشان نمی‌دهند شناسایی کنند. تغییرات در پروفایل‌های miRNA EV مبتنی بر مکان بود، با پروفایل‌هایی که شرایط بیماری را نشان می‌داد. خوشه تمایز 63 (CD63) EVs مثبت بازیابی شده از سرم با استفاده از ورق CNF اشکال کروی پوشیده شده با غشاهای دولایه لیپیدی را در حالی که اندازه EV را حفظ می‌کردند، نشان دادند. ورق‌های CNF خشک، وزیکول‌های خارج سلولی بیانگر CD63 را در 1011 ذره در میلی‌لیتر برای بیش از 90 روز حفظ کردند، بنابراین ذخیره‌سازی طولانی‌مدت EVs روی ورقه‌های CNF را تأیید می‌کنند. توزیع اندازه منافذ ورق CNF پس از درمان بافر لیز نشان داد که بافر لیز ممکن است منافذ را باز کند و در عین حال miRNA‌ها را در داخل EV‌ها آزاد کند. با توجه به تکرارپذیری پروفایل‌های miRNA، دو مطالعه توالی یابی مستقل بر روی یک ماده انجام شد. پروفیل‌های ورق CNF EV در روز چهارم به طور قابل توجهی با پروفایل‌های روز اولیه متفاوت بود، با پروفیل‌هایی که به سمت آسیت‌های چهار هفته‌ای حرکت می‌کردند. رویکرد چسباندن ورق CNF، EVهای فیزیولوژیکی را ضبط کرد و امکان مطالعه رشد تومور را در مراحل اولیه آن فراهم کرد. استفاده از برگه‌های CNF نمایه‌های سرطان ناشناخته قبلی را در بیماران نشان داد و ممکن است به دانش کامل‌تری از بیولوژی سرطان منجر شود.

نتیجه گیری

یافته‌های مطالعه یک پلت فرم CNF را برای برداشت خودروهای الکتریکی با خلوص بالا از سیالات زیستی و نگهداری آن‌ها در شرایط خشک به مدت هفت روز نشان می‌دهد. این فناوری امکان بررسی ناهمگونی مکان EV در بدن انسان را فراهم کرد و در نتیجه به کاربردهای دارویی جدید و درک بهتر علل بیماریزا کمک کرد. رویکرد ضمیمه ورق CNF، زیرگروه‌های EV مثبت CD63 را تأیید کرد و EV‌ها را بر روی سطوح اندام که زیرجمعیت‌های EV قبلا ناشناخته را تشکیل می‌دادند، شناسایی کرد. سطح کبد و صفاق لگن پروفایل‌های مشخصی را نشان داد. تحقیقات عملکردی اضافی ممکن است فرآیندهای کشف نشده قبلی را کشف کند و اهداف درمانی جدیدی ارائه دهد.

پایان مطلب./