پرورش سلول‌ها در الگوهای سه‌بعدی

به گزارش ایسنا و به نقل از ادونسد ساینس نیوز، استفاده از نور برای کنترل سیستم‌های زنده، تحول قابل توجهی را در پزشکی پدید آورده است. کنترل سلول‌های زنده با استفاده از ژل‌های سه‌بعدی، به ابداع فناوری‌های جدید و پیشرفته‌ای در حوزه مهندسی بافت و زیست‌مواد منجر شده است.

گروهی از پژوهشگران "موسسه فناوری فدرال زوریخ" (ETH Zurich)، روش جدیدی برای هدایت رشد سلول‌ها ارائه داده‌اند که با سازمان‌دهی دقیق سلول‌های سیگنال‌دهنده موسوم به "مورفوژن‌" (Morphogen) در یک چارچوب سه‌بعدی از جنس هیدروژل انجام می‌شود.

مورفوژن‌ها با هدایت فرآیندهای مهم زیستی برای تثبیت موقعیت سلول‌های خاصی در بافت، رشد بافت را کنترل می‌کنند و در شمار نامحدودی از فرآیندهای مهم رشد نقش دارند.

یکی از کاربردهای مورفوژن‌ها که مدتهاست مورد استفاده قرار دارد، مهندسی بافت است که امکان رشد دوباره بافت آسیب دیده را فراهم می‌کند؛ اما برای حفظ دوام این روش، مورفوژن‌ها باید به دقت در بافت پخش شوند و هدایت آنها به درستی صورت بگیرد تا بتوان رشد ناحیه مورد نظر را کنترل کرد. پژوهشگران موسسه فناوری فدرال زوریخ موفق شده‌اند تا این امکان را فراهم کنند.

این پژوهش جدید، بر روشی موسوم به "الگوی دو فوتونی" (2PP) مبتنی است که پرتو فوتون را برای رسم شکل‌ها و مسیرها در هیدروژل به کار می‌گیرد و در این کار از یک پروتئین سیگنال‌دهنده موسوم به "فاکتور رشد عصب" (NGF) استفاده می‌کند. این روش جدید، طی فرآیندی یک مرحله‌ای انجام می‌شود که مراحلی را که برای سلول‌های ضعیف تهدیدآمیز هستند، کنار می‌گذارد.

"نیکلاس بروگویر" (Nicolas Broguiere)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما طراحی هیدروژل حساس به نور را به دقت تنظیم کردیم تا اتصال مولکول‌های سیگنال‌دهنده فقط در قسمت‌هایی صورت بگیرد که در معرض لیزر قرار دارند.

پژوهشگران موفق شدند تا مسیر مورفوژن‌ها را در نقاط خاصی و در اندازه عصب‌ها مشخص کنند. "بروگویر" افزود: نورون‌ها با کمک یک میکروسکوپ مورد بررسی قرار گرفتند تا الگوی مشخص شده با روش الگوی دو فوتونی را دنبال کنند. این روش به ما امکان می‌دهد تا نورون‌ها را با زبان زیست شیمیایی خودشان هدایت کنیم.

"مارسی زنوبی وانگ" (Marcy Zenobi-Wong)، استاد موسسه فناوری فدرال زوریخ و سرپرست این پژوهش گفت: ما باور داریم که این نوآوری می‌تواند مزایایی را در حوزه پزشکی و همچنین درک نقش پیچیده مولکول‌های سیگنال دهنده در رشد و بازسازی بافت داشته باشد.

این پژوهش در مجله "Advanced Materials" به چاپ رسید.