نانوذرات اسفناج از طریق "فتوسنتز قرضی" به قلب موش صحرایی کمک می کند.

ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط رابرت ایگان

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:

یک برگ اسفناج می تواند نور را به انرژی شیمیایی تبدیل کند. یک قلب در حال مبارزه نمی تواند. محققان چینی بخشی از ماشین‌های انرژی‌ساز برگ را به سلول‌های قلب موش آورده‌اند تا بررسی کنند که آیا فتوسنتز قرضی می‌تواند به قلب پرکار کمک کند یا خیر.

نانوذرات مشتق شده از اسفناج آنها، هنگامی که با نور قرمز ترکیب می‌شوند، عملکرد پمپاژ را بهبود می‌بخشند و آسیب بافتی را در موش‌های مبتلا به نارسایی قلبی ناشی از تجربی کاهش می‌دهند. این تیم به رهبری محققان در بیمارستان یونیون دانشگاه علم و فناوری Huazhong در ووهان، یافته‌های خود را در مجله Small گزارش می‌کند.

این یافته ها راه جدیدی احتمالی برای مقابله با کمبود انرژی زمینه ای نارسایی قلبی را پیشنهاد می کند. همانطور که محققان بیان می کنند، "سیستم نانو فتوسنتزی حاصل به عنوان یک "باتری بیولوژیکی" عمل می کند که قادر به کنترل خروجی انرژی از طریق تحریک نور است. اگر این رویکرد با موفقیت توسعه یابد، می‌تواند به یک درمان آزمایشی افزوده با هدف بهبود کمبود انرژی عضلات قلب تبدیل شود.

عضله قلب نیاز به تامین مداوم ATP دارد که مولکولی است که کار سلولی را تامین می کند. بیشتر این منبع از میتوکندری می آید، ساختارهای درون سلولی که انرژی را از مواد مغذی به شکل قابل استفاده تبدیل می کند. هنگامی که میتوکندری ها در هنگام نارسایی قلبی دچار تزلزل می شوند، کمبود انرژی می تواند اختلال عملکرد عضله را تشدید کند.

گیاهان همچنین با استفاده از نور ATP تولید می کنند. دستگاه این واکنش در غشاهایی به نام تیلاکوئیدها قرار دارد که محققان آن را از اسفناج استخراج کرده و به ذرات در مقیاس نانو تبدیل کردند.

برای کمک به ورود مواد گیاهی به سلول‌های قلب، آن‌ها را در غشاهایی که از سلول‌های ماهیچه قلب گرفته شده بود، پیچیده‌اند. در آزمایش‌های آزمایشگاهی، سلول‌های قلب موش‌های صحرایی کشت شده، بیشتر از ذرات پوشش‌داده‌شده را به خود اختصاص دادند.

هنگامی که با نور قرمز فعال می شوند، سلول های تیمار شده سطوح ATP بالاتری را نشان می دهند. در سلول‌هایی که در معرض ماده‌ای قرار گرفتند که باعث آسیب و بزرگ شدن غیرطبیعی می‌شود، ذرات نورانی به حفظ ساختار میتوکندری و کاهش تجمع مولکول‌های واکنش‌دهنده بالقوه آسیب‌رسان کمک کردند. نتایج نشان می‌دهد که ماشین‌های قرضی می‌توانند سلول‌های تحت استرس را پشتیبانی کنند.

آزمایش بعدی بر این موضوع متمرکز بود که آیا این درمان می‌تواند به پمپاژ کامل قلب کمک کند یا خیر. محققان با جراحی آئورت موش ها را باریک کردند و قلب آنها را مجبور کردند در برابر مقاومت بیشتر پمپاژ کند. با گذشت زمان، این اضافه فشار باعث بزرگ شدن و اختلال در عملکرد شد.

آزمایش اصلی شامل چهار گروه شش تایی موش‌های صحرایی، شامل کنترل‌های جراحی و حیواناتی با اضافه بار فشار بود که هیچ نانوذراتی یا ذرات با یا بدون نور قرمز دریافت نکردند.

درمان چهار هفته پس از جراحی شروع شد. محققان هر سه روز یک بار ذرات را مستقیما به عضله قلب تزریق کردند. سپس افرادی که در گروه نور درمانی قرار گرفتند، 10 دقیقه نور لیزر قرمز را از طریق قفسه سینه دریافت کردند.

اولتراسوند عملکرد پمپاژ بهتری را در موش‌هایی که هم ذرات و هم نور دریافت می‌کردند در مقایسه با حیوانات درمان‌نشده با اضافه بار فشار نشان داد. قلب آنها همچنین دارای زخم کمتر و بزرگ شدن غیر طبیعی سلول های ماهیچه ای کمتری بود. در گروهی که نانوذرات دریافت کردند اما هیچ درمان روشنایی نداشتند، هیچ بهبود آماری معنی‌داری در اندازه‌گیری‌های پمپاژ مشاهده نشد.

بنابراین، ترکیب نانوذرات و درمان روشنایی نتایج را در این شرایط بهبود بخشید. اما عملی کردن آن مستلزم رساندن هر دو ماده به قلب است.

در حالی که پوشش غشایی به ذرات کمک می کرد تا وارد سلول های کشت شده شوند، آزمایش حیوانی بر تزریق مستقیم تکیه داشت. ثابت نکرد که ذرات تزریق شده به ورید می توانند در مقادیر مفید به قلب برسند.

تحویل نور یک مشکل جداگانه ایجاد کرد. برای کشف آن، محققان بافت جدا شده قفسه سینه موش را به ضخامت حدود 2 میلی متر (0.08 اینچ) روی سلول های کشت شده حاوی ذرات قرار دادند. نور قرمزی که از بافت عبور می کند همچنان سطوح ATP را افزایش می دهد، اگرچه کمتر از نور مستقیم بود. اینکه آیا نور کافی می تواند به قلب انسان برسد یا خیر، حل نشده باقی مانده است.

ماشین آلات کارخانه همچنین در طول روشنایی طولانی مدت فعالیت تولید ATP را از دست دادند و سوال دیگری در مورد مدت زمان مفید ماندن هر دوز ایجاد کرد.

محققان پیشنهاد کرده‌اند که ژل‌ها یا تکه‌هایی بسازند که می‌توانند ذرات را در سطح قلب نگه دارند و به تدریج آن‌ها را آزاد کنند. چنین سیستمی ممکن است نیاز به تزریق‌های مکرر را کاهش دهد، اما پزشکان همچنان باید نور کافی برای کارکرد ماشین‌آلات قرض‌گرفته را ارائه کنند.

توسط نویسنده ما اندرو زینین، ویرایش شده توسط لیزا لاک برای شما نوشته شده و توسط رابرت ایگان بررسی و بررسی شده است — این مقاله نتیجه کار دقیق انسانی است. ما برای زنده نگه داشتن روزنامه نگاری علمی مستقل به خوانندگانی مانند شما متکی هستیم. اگر این گزارش برای شما مهم است، لطفا یک کمک مالی (به ویژه ماهانه) در نظر بگیرید. به عنوان تشکر، یک حساب کاربری بدون آگهی دریافت خواهید کرد.

Haohui Fan و همکاران، نانوتیلاکوئیدهای اسفناج استتار شده با غشای کاردیومیوسیت، متابولیسم انرژی میوکارد را افزایش می دهند و نارسایی قلبی را بهبود می بخشند، کوچک (2026). DOI: 10.1002/smll.76087

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →

لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. 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 →