تراشه نانوپلاسمونیک طلا پاسخ L-DOPA را در "مینی مغز" پارکینسون ردیابی می کند

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

محققان فناوری ارگانوئید روی یک تراشه را توسعه داده‌اند که اثربخشی درمان‌های بیماری پارکینسون را در زمان واقعی تأیید می‌کند. این فناوری یک "مینی مغز" مشتق شده از سلول های بنیادی را با یک حسگر نانوپلاسمونیک مهندسی شده برای به حداکثر رساندن تعامل نور و ماده ترکیب می کند.

ارگانوئید یک اندام کوچک سه بعدی است که از سلول های بنیادی انسان به شکلی نزدیک به یک اندام واقعی رشد می کند. این تیم تحقیقاتی یک ارگانوئید مدل سازی شده از ساقه مغز، ناحیه مرکزی اتصال مغز و نخاع که عملکردهایی مانند تنفس و حرکت را تنظیم می کند، ایجاد کردند.

بیماری پارکینسون یک اختلال عصبی است که در آن آسیب به سلول های ترشح کننده دوپامین - که سیگنال های حرکتی را در مغز منتقل می کنند - باعث لرزش و سفتی عضلات می شود.

تحقیقات دارویی مرسوم نیاز به تخریب سلول‌ها یا استفاده از روش‌های رنگ‌آمیزی ویژه برای مشاهده پاسخ‌های دارویی دارد، که ردیابی مداوم زمان شروع اثرگذاری دارو و مدت زمان ماندگاری آن اثر در بافت‌های زنده را دشوار می‌کند.

تیم تحقیقاتی با مهار پدیده "رزونانس نور" که هنگام برخورد نور به نانوساختارهای طلا بسیار کوچکتر از عرض یک موی انسان رخ می دهد، بر این محدودیت غلبه کردند.

با چسباندن یک ماده DNA مصنوعی (آپتامر) که فقط به دوپامین پاسخ می‌دهد به سطح حسگر که نانولوله‌های طلا را با یک حفره نوری عمودی ترکیب می‌کند، تیم به تشخیص فوق‌العاده دقیق (~ 8.3 پیکومولار) سطوح دوپامین ترشح شده بدون آسیب رساندن به بافت مینی مغز دست یافت.

این تیم با استفاده از یک محیط تراشه میکروسیال که دقیقا محیط کشت و داروها را از طریق کانال‌های ریزمقیاس ارائه می‌کند، پاسخ ارگانوئیدهای ساقه مغز پارکینسون را در مدت زمان واقعی در مدت 12 ساعت اندازه‌گیری کردند.

نتایج، با جزئیات دقیق، فرآیند کاملی را نشان می‌دهد که طی آن ترشح دوپامین - که در مدل بیماری کاهش یافته بود - پس از تجویز L-DOPA درمان پارکینسون بهبود یافت. قابل ذکر است، تیم همچنین تأیید کرد که افزایش غلظت دارو همیشه نتایج درمانی را بهبود نمی بخشد، و با موفقیت دوز بهینه را که هم بی خطرترین و هم مؤثرترین برای بیماران است، شناسایی می کند.

این دستاورد نشان می دهد که زمان شروع دارو، اوج اثر و مدت اثر را می توان ساعت به ساعت در مدلی که بافت مغز انسان را تقلید می کند، اندازه گیری کرد. انتظار می رود این فناوری به طور قابل توجهی شکاف بین آزمایش های بالینی بر روی حیوانات و آزمایش های بالینی انسانی را کاهش دهد و زمان های تولید دارو را کوتاه کند.

تیم تحقیقاتی توسط اینکی کیم، استاد دپارتمان بیوفیزیک در دانشگاه سونگ کیونکوان (SKKU)، با نویسندگان اول هان جون چو و یونگجون کیم (کاندیداهای دکترا) رهبری می شد که در کنار تیمی به رهبری جونگ چان پارک (نویسنده اول ناهیون یون، نامزد کارشناسی ارشد) کار می کردند.

کیم گفت: «این تحقیق از این جهت حائز اهمیت است که مسیری را برای نظارت مستمر بر پاسخ دارویی بافت زنده انسان در طول زمان با استفاده از یک حسگر نوری فوق دقیق باز می‌کند. ما قصد داریم این را بیشتر به یک پلتفرم اصلی برای توسعه داروهای خاص بیمار و درمان بیماری توسعه دهیم."

Hanjun Cho و همکاران، Aptasensing نانوپلاسمونیک، نظارت نوری انتقال‌دهنده‌های عصبی را در زمان واقعی در ارگانوئیدهای ساقه مغز فعال می‌کند، ACS Nano (2026). DOI: 10.1021/acsnano.6c09629

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →