محقق ايراني دانشگاه «ماين» و همكارانش با تقليد از گياه «ونوس فلاي ترپ» موفق به ساخت نانوحسگري شده‌اند كه مي‌تواند بخشي از عضله مصنوعي باشد.

به گزارش سرويس فناوري ايسنا، «ونوس فلاي ترپ» نام گياهي است که مي‌تواند حشرات بسيار کوچک را به ‌دام انداخته و بخورد. مکانيسم به‌ دام اندازي اين گياه به شکلي است که روي دو دهانه اين گياه موهايي وجود دارد که اگر مگس يا عنکبوتي روي اين دهانه حرکت کرده و به اين تارها برخورد کنند، دهانه به سرعت بسته مي‌شود، اين کار در چند صد ميلي ثانيه اتفاق مي‌افتد و مانع از فرار حشره مي‌شود.

پژوهشگران از اين سيستم الهام گرفته‌اند تا روبات‌هايي را با استفاده از مواد مصنوعي توليد کنند. محسن شاهين‌پور و همکارانش از دانشگاه «ماين» با الهام از اين گياه، نانوحسگرهايي را ساخته‌اند که بسيار نازک و انعطاف‌پذير است. اين نانوحسگر مي‌تواند بخشي از عضله مصنوعي باشد.

با اين سيستم مي‌توان عضلات مصنوعي که به وسيله الکتريسيته تحريک مي‌شوند را توسعه داد و از آنها براي درمان بيماراني که از مشکل عضلاني رنج مي‌برند استفاده کرد.

نتايج اين تحقيق در قالب مقاله‌اي تحت عنوان Biomimetic robotic Venus flytrap (Dionaea muscipula Ellis) made with ionic polymer metal composites در نشريه «Bioinspiration & Biomimetics» به چاپ رسيده است.

شاهين‌پور در اين مقاله روش طراحي جديدي براي اين حسگر با استفاده از کامپوزيت فلز پليمر ارائه کرده است.

در سال 2000 اين گروه تحقيقاتي اولين مدل حسگري مبتني بر ترموديناميک برگشت ناپذير خطي و تعادل نيرو و جريان را ارائه کردند.

مکانيسم اين حسگري و عملگري در کامپوزيت فلز پليمر برمبناي سازماندهي يوني است که به‌ دليل اعمال ميدان الکتريکي يا در اثر خم شدن يا تغيير شکل مکانيکي ايجاد مي‌شود. اين کار موجب مي‌شود تا کاتيون‌ها تغيير سازماندهي داده و پتانسيل الکتريکي ايجاد کنند که به آن «پديده پويسون» گفته مي‌شود.

از آن جايي که عملکرد اين سيستم بسيار شبيه گياه «ونوس فلاي ترپ» است، بنابراين مي‌توان از آن به عنوان حسگر و عملگر استفاده كرد. براي طراحي اين سيستم، محققان کامپيوزيت فلز پليمر را به‌ صورت تار مانند روي ورقه‌هايي از همين کامپوزيت قرار دادند. اگر ماده روي اين تارها قرار گيرد آنها به‌ هم متصل مي‌شوند.

شاهين‌پور و همکارانش اين سيستم را به‌ صورت عملي تست کردند، نتايج نشان داد که تقليد از اين گياه به ‌خوبي انجام شده است. توسعه عضلات مصنوعي اهميت زيادي داشته، به ‌طوري که در بخش پزشکي و مهندسي قابل استفاده خواهد بود.

استاد پرديس علوم دانشگاه تهران موفق به طراحي و ساخت بيوسنسوري شد كه مي‌تواند ميزان بهبودي و پيشرفت بيماري سرطان را در بدن نشان دهد.

دكتر پرويز نوروزي، استاد شيمي تجزيه پرديس علوم دانشگاه تهران در گفت‌وگو با خبرنگار علمي خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا)، با اشاره به طراحي و ساخت اين بيوسنسور جديد گفت: با استفاده از حسگر زيستي ساخته شده در مركز الكترو شيمي دانشگاه تهران و با همكاري پژوهشكده علوم غدد و متابوليسم دانشگاه علوم پزشكي تهران، مي‌توان ميزان رشد سرطان درخون و يا ميزان بهبودي افراد پس از عمل جراحي را مشخص كرد و به طور كلي اين تكنيك به عنوان يك آشكار ساز در يك سيستم جريان تزريقي استفاده مي‌شود.

وي افزود: براساس نوع پاسخي كه اين بيوسنسور مي‌دهد مي‌توان مشخص كرد كه سرطان و يا عامل بيماري به چه ميزان در بدن پيشروي كرد كه اطلاع از اين مساله پس از عمل جراحي از اهميت خاصي برخوردار است.

نوروزي تصريح كرد: روش‌هاي معمول كه يك نوع آن آزمايشگاهي است بسيار زمان‌بر هستند. به طور كلي حتي براي اندازه گيري نشان گر آن بيماري روزها وقت صرف مي‌شود اما با استفاده از حسگر زيستي ساخته شده حداكثر ظرف يك ساعت ميزان رشد و يا بهبودي سرطان مشخص مي شود.

وي خاطرنشان كرد: در استفاده از اين بيوسنسور يك قطره خون از فرد بيمار دريافت مي‌شود تا ميزان نشان گر مورد نظر اندازه گيري شود كه اين نشان گر بيانگر ميزان بهبودي يا پيشرفت يك بيماري است و پزشك براساس آن مي‌تواند تجويز داروها را تنظيم كند.

پاسخ لمفوسیت های T کشنده ویژه HIV یکی از اجزای اصلی در کنترل همانندسازی HIV در انسان می باشد اما سرانجام در مبارزه با ویروس شکست می خورد. بنابراین توسعه راه های ارتقا و بازگرداندن پاسخ لمفوسیت های T می تواند در دراز مدت به سرکوب HIV و پاکسازی بدن از ویروس منجر شود.

بر پایه تحقیقات قبلی، سلول های بنیادی انسان قادرند از نظر ژنتیکی تغییر یافته و به سلول های جنگنده با ویروس HIV تبدیل شوند. از اینرو یک تیم تحقیقاتی از مرکز تحقیقات ایدز UCLA نشان دادند که سلول های دستکاری ژنتیکی شده می توانند سلول های آلوده به ویروس را در یک موجود زنده مورد حمله قرار دهند.

نتایج این تحقیق که در 12 آوریل 2012 در ژورنال Plos Pathogene منتشر شده است حاکی از آن است که برای اولین بار سلول های بنیادی خونی دستکاری شده، می توانند سلول های ایمنی را تشکیل دهند که در سرکوب ویروس HIV در بافت های زنده یک مدل حیوانی موثر هستند.

Scott G. Kitchen سرپرست گروه تحقیقاتی (استادیار پزشکی در بخش هماتولوژی و انکولوژی دانشکده پزشکی David Geffen و عضو موسسه ایدز UCLA ) گفت: ما بر این باوریم که این مطالعه زمینه را برای استفاده بالقوه از این رویکرد در مبارزه با عفونت HIV ، برای از بین بردن ویروس از کل بدن افراد آلوده فراهم میسازد.

دانشمندان در تحقیقات قبلی، با استفاده از لمفوسیت های T کشنده CD8+ (سلول های T کشنده که به مبارزه با عفونت ویروسی کمک می کنند) که از یک فرد آلوده به ویروس دریافت کرده بودند، موفق شده بودند که مولکولی را به نام گیرنده سلول تی (T Cell Receptor) شناسایی کنند. TCR، به طور خاص یک اپی توپ از پروتئین Gag ویروسHIV را هدف قرار می دهد و سلول های T را در شناسایی و از بین بردن سلول های آلوده به HIV هدایت می کند.

اگر چه سلول های T قادرند سلول های آلوده به HIV را تخریب کنند اما به اندازه کافی برای پاکسازی کل بدن از ویروس وجود ندارند، از اینرو محققان ژن TCR را کلون کردند و از آن برای مهندسی ژنتیکی سلول های بنیادی خون انسان (Human Hematopoietic Stem Cells) استفاده کردند.

آنها بر اساس مدل جانشینی (Surrogate) از یک موش بهره جستند تا با استفاده از آن، عفونت HIV و پیشرفت آن در انسان را شبیه سازی کنند. از اینرو کبد و تیموس جنینی انسان را در یک موش کشت داده و HSCs مهندسی شده را به تیموس انتقال دادند تا به سلول های T کشنده CD8+ انسانی تمایز یابند.

سلول های بنیادی دستکاری شده به جمعیت وسیعی از سلول های CD8+ ویژه HIV تمایز یافتند. اکنون این سلول ها می توانند به طور خاص سلول های حاوی پروتئین های ویروس HIV را مورد هدف قرار دهند.

محققان با یک سری از آزمایشات که روی خون محیطی، پلاسما و اندام های موش در 2 هفته و 6 هفته پس از انتقال سلول های دستکاری شده انجام دادند، دریافتند که تعداد سلول های T کمک کننده CD4 (سلول های سفید خون که در اثر عفونت HIV کاهش می یابند) افزایش یافته در حالیکه سطوح HIV در خون کاهش یافته است.

سلول های T ویژه HIV انسانی در بافت های متعدد موش یافت شدند. بنابراین اصلاح ژنتیکی HSCs انسانی با یک TCR کلون شده اجازه می دهد که سلول ها در بدن به طور صحیح تمایز یافته و به منظور مبارزه با عفونت به ارگان های مختلف مهاجرت کنند.

این نتایج نشان می دهد ژن درمانی با استفاده از سلول های بنیادی یک رویکرد عملی در درمان عفونت های ویروسی مزمن باشد.

منبع: وبلاگ بیوساینتیست (bioscientist.blogfa.com)
[ارسال شده توسط Bioscientist]