استفاده از نانوذرات طلا برای شکار سلول‌های بنیادی

محققان از نانوذرات طلا برای جستجوی سلول‌های بنیادی استخوان استفاده می‌کنند. برای این کار آن‌ها نانوذرات را با رشته‌های DNA پوشش دادند.

محققان دانشگاه ساوت همپتون روش جدیدی برای استفاده از نانومواد برای شناسایی و غنی‌سازی سلول‌های بنیادی اسکلتی ارائه کرده‌اند. این کشف می‌تواند در نهایت منجر به درمان‌های جدید برای شکستگی‌های استخوان و ترمیم استخوان از دست رفته یا آسیب دیده شود.

محققان این پروژه از نانوذرات طلا مهندسی شده برای جستجوی سلول‌های بنیادی استخوان انسان استفاده کردند. در این نانوذرات، آن‌ها با ایجاد درخشش فلورسنت، وجود سلول‌های بنیادی استخوان را در میان سلول‌های دیگر نشان دادند و با این ابزار محققان توانستند این سلول‌ها را از دیگر سلول‌ها تفکیک کرده و جداسازی کنند.

محققان نتیجه گرفتند که روش جدید آن‌ها ساده‌تر و سریع‌تر از سایر روش‌ها بوده و ۵۰ تا ۵۰۰ برابر موثرتر در غنی‌سازی سلول‌های بنیادی است.

این مطالعه به سرپرستی استاد علوم اسکلتی عضلانی، ریچارد اورفو و پروفسور آنتونیوس کاناراس از گروه کوانتوم، نور و ماده در دانشکده فیزیک و نجوم انجام شده و نتایج آن در مجله ACS Nano منتشر شده ‌است.

در بررسی‌های آزمایشگاهی، محققان از نانوذرات طلا که با الیگونوکلئوتیدها (رشته‌های DNA) پوشانده شده‌اند، استفاده کردند تا به‌صورت اپتیکی گروه‌های RNA (mRNA) پیام‌رسان سلول‌های بنیادی اسکلتی را در مغز استخوان تشخیص دهند.

هنگام تشخیص با میکروسکوپ، نانوذرات رنگ فلورسنت منتشر می‌کنند و سلول‌های بنیادی را از سایر سلول‌های اطراف قابل تشخیص می‌کنند. سپس می‌توان سلول‌های بنیادی را با استفاده از یک فرآیند مرتب‌سازی پیچیده جدا کرد.

سلول‌های بنیادی سلول‌هایی هستند که هنوز تخصصی نیستند و می‌توانند برای انجام عملکردهای مختلف توسعه یابند. شناسایی سلول‌های بنیادی اسکلتی به دانشمندان اجازه می‌دهد تا این سلول‌ها را در شرایط مشخص رشد داده و تشکیل بافت استخوان و غضروف را برای ترمیم استخوان‌های شکسته امکان‌پذیر کنند.

با افزایش جمعیت افراد کهنسال در جهان، نیاز به رویکردهای جدید و مقرون به صرفه برای ترمیم استخوان احساس می‌شود. با در نظر گرفتن شکستگی و پوکی استخوان در سراسر جهان، هزینه‌های درمان این مشکلات پزشکی قابل توجه است، فقط شکستگی استخوان برای اقتصاد اروپا ۱۷ میلیارد یورو و اقتصاد آمریکا سالانه ۲۰ میلیارد دلار هزینه دارد.

در دانشگاه ساوت همپتون، پروفسور ریچارد اورفو و تیم وی بیش از ۱۵ سال است که برای درک رشد بافت استخوان و تولید استخوان و غضروف، درمان‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی استخوان را بررسی می‌کنند.

پروفسور کاناراس می‌گوید: «طراحی مناسب مواد برای کاربرد آن‌ها در سیستم‌های پیچیده ضروری است. با استفاده از شیمی نانوذرات، ما می‌توانیم راهکاری برای طراحی مواد مناسب ارائه کنیم.»