แรงฉุดปล่อยปัจจัยการเจริญเติบโตจากเซลล์เพื่อรักษาบาดแผล

นักวิจัยจาก Imperial College London กล่าวว่าโมเลกุลที่รู้จักกันในชื่อ Traction-Force Activate Payloads (TrAPs) ที่ทำจากเส้นใย DNA ที่มีกลุ่มสารเคมีต่างกันอาจถูกนำมาใช้เพื่อรักษาบาดแผล เทคโนโลยีใหม่นี้อาจนำไปสู่การพัฒนาวัสดุรุ่นใหม่ที่มีปฏิสัมพันธ์กับเนื้อเยื่อที่เสียหายเพื่อส่งเสริมกระบวนการซ่อมแซมอย่างสร้างสรรค์

มีตัวอย่างมากมายของวัสดุที่ใช้เป็นประจำ

เพื่อช่วยรักษาบาดแผล เหล่านี้รวมถึงฟองน้ำคอลลาเจนที่รักษาแผลไฟไหม้และรากฟันเทียมเหมือนนั่งร้านที่ซ่อมแซมกระดูก Ben Almquistซึ่งเป็นผู้นำการศึกษาวิจัยครั้งนี้ กล่าวว่า “วัสดุเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นผู้ยืนดูเฉยๆ ในระหว่างการซ่อมแซมเนื้อเยื่อ ในขณะที่การรักษาบาดแผลนั้นเป็นกระบวนการที่มีไดนามิกสูงและมีการประสานงานกันสูง ซึ่งเกี่ยวข้องกับเซลล์ต่างๆ จำนวนมากในช่วงระยะเวลาหนึ่ง “TrAPs อาจให้โอกาสในการออกแบบวัสดุที่ ‘พูดคุย’ กับเซลล์ต่างๆ เหล่านี้ในรูปแบบที่แตกต่างกันและในเวลาที่ต่างกันเพื่อกระตุ้นกระบวนการซ่อมแซมเนื้อเยื่อ”

ความเสียหายที่เกิดจากการบาดเจ็บทำให้เกิดกลไกการป้องกันและซ่อมแซมตามธรรมชาติที่ทำให้เซลล์เคลื่อนที่ผ่านเครือข่ายคอลลาเจนที่มีอยู่ในบาดแผล เมื่อเซลล์เคลื่อนที่ เซลล์จะดึงและออกแรงฉุดโครงสร้างคอลลาเจน และการเคลื่อนไหวนี้จะกระตุ้นโปรตีนบำบัดซึ่งจะเริ่มซ่อมแซมเนื้อเยื่อ

การสร้างกระบวนการทางธรรมชาตินี้ขึ้นใหม่Almquist และเพื่อนร่วมงานได้ออกแบบ TraAP ของพวกเขาเพื่อสร้างกระบวนการทางธรรมชาตินี้ขึ้นมาใหม่ องค์ประกอบหลักของ TraAPs คือ DNA สายเดี่ยวสั้น ๆ ที่มีความยาวประมาณ 30-40 นิวคลีโอไทด์ ต่างจาก DNA เกลียวคู่ ซึ่ง DNA สองสายมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันในลักษณะเฉพาะ สายเดี่ยวสามารถพับเป็นรูปร่าง 3 มิติได้โดยการโต้ตอบกับตัวมันเอง

Almquist กล่าวว่า”เมื่อดีเอ็นเอพับเข้าไปใน

โครงสร้าง 3 มิตินี้ มันสามารถจับกับโปรตีนและยับยั้งพวกมันได้โดยการใส่เข้าไปในร่องเล็กๆ หรือกระเป๋าบนพื้นผิวของโปรตีน “สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากเป็นโครงสร้างพับ 3 มิติที่สามารถจับกับโปรตีนได้ โมเลกุล DNA เหล่านี้อยู่ในกลุ่มของโมเลกุลที่เรียกว่า aptamers”

ในการทำ TraAPs นักวิจัยได้เพิ่มกลุ่มเคมีที่ปลายด้านหนึ่งของ DNA ที่สายเดี่ยว จากนั้นจึงใช้ติด DNA กับวัสดุที่น่าสนใจ เช่น ฟองน้ำคอลลาเจน ต่อจากนั้น พวกเขาเพิ่มเปปไทด์แบบสั้น (ส่วนเล็กๆ ของโปรตีน) ที่ปลายอีกด้านของเกลียว “เปปไทด์นี้เป็นเหมือน ‘ที่จับ’ ที่เซลล์สามารถจับได้” Almquist อธิบาย

เซลล์ดึง TraAPsเมื่อนำไปเพาะเลี้ยงเซลล์ นักวิจัยสังเกตว่าเซลล์ดึง TraAPs ขณะที่เคลื่อนที่ผ่านฟองน้ำคอลลาเจน แรงฉุดทำให้เกิดการคลี่คลาย DNA ราวกับคันธนูที่ปลดออกเพื่อเปิดเผยและกระตุ้นโปรตีนที่ถูกผูกไว้ จากนั้นโปรตีนเหล่านี้จะสั่งให้เซลล์เติบโตและขยายพันธุ์ เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในกระบวนการทางชีววิทยาตามธรรมชาติของการสมานแผล

และนั่นไม่ใช่ทั้งหมด: โดยการเปลี่ยน “ที่จับ” ของเซลล์ นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถเปลี่ยนแปลงชนิดของเซลล์ที่จับและดึงได้ ซึ่งหมายความว่า TraAPs สามารถปรับแต่งให้ปล่อยโปรตีนการรักษาที่เฉพาะเจาะจงขึ้นอยู่กับว่าเซลล์ใดมีอยู่

ขณะนี้เรากำลังใช้ประโยชน์จากความสามารถ

ของ TrAPs เหล่านี้ในการรักษาข้อบกพร่องของกระดูกที่มีขนาดวิกฤต” Almquist กล่าว “สิ่งเหล่านี้เป็นข้อบกพร่องของกระดูกที่ใหญ่เกินกว่าจะรักษาได้ด้วยตัวเอง”ลดผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ในปัจจุบัน โปรตีนเพื่อการรักษาถูกนำมาใช้เพื่อส่งเสริมการรักษากระดูก แต่เนื่องจากการคลอดที่ไม่มีประสิทธิภาพ เทคนิคนี้จึงต้องการโปรตีนมากกว่าที่ร่างกายใช้ตามธรรมชาติหลายพันเท่า สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ผลที่ไม่ได้ตั้งใจ เช่น การเติบโตของกระดูกในเนื้อเยื่ออ่อนที่ไม่ควร “เราคาดว่า TraAPs ของเราจะลดปริมาณโปรตีนที่จำเป็นอย่างมากเพื่อให้มีประสิทธิภาพ ลดผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์เหล่านี้ ในขณะที่ยังลดต้นทุนการรักษาโดยรวมเนื่องจากต้องการโปรตีนน้อยกว่ามาก”

การรักษาที่เป็นไปได้อื่นๆ ได้แก่ การลดเนื้อเยื่อแผลเป็นหลังจากหัวใจวาย และการซ่อมแซมเส้นประสาทที่เสียหาย ตลอดจนการพัฒนาการรักษาบาดแผลที่ไม่สามารถรักษาได้โดยใช้เทคนิคแบบเดิม ตัวอย่างหนึ่งคือแผลที่เท้าจากเบาหวาน Almquist กล่าวซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการตัดขาส่วนล่างที่ไม่เป็นบาดแผล

TraAPs เป็นสารสังเคราะห์อย่างสมบูรณ์และค่อนข้างง่าย ซึ่งหมายความว่าสามารถปรับขนาดได้ตามปริมาณทางอุตสาหกรรม เขากล่าวเสริม พวกเขายังถูกกว่าโครงสร้างที่ทำโดยเทคนิคทางวิศวกรรมโปรตีนจากภาพถ่าย สู่โมเดล 3 มิติ สู่การรักษาบาดแผลโอนเข้าคลินิก“ความจริงที่ว่าเราใช้ aptamers เพื่อสร้าง TraAP ก็เป็นจุดที่พวกเขาต้องการ” เขากล่าวกับPhysics World “โมเลกุลเหล่านี้จำนวนหนึ่งได้รับการอนุมัติทางคลินิกแล้ว (หรืออยู่ระหว่างการทดลองทางคลินิก) ซึ่งหมายความว่าเทคโนโลยีที่เราพัฒนาขึ้นจะง่ายต่อการถ่ายโอนไปยังคลินิก”

นักวิจัยซึ่งรายงานงานของพวกเขาในAdvanced Materials  doi.org/10.1002/adma.201806380ได้รับทุนวิจัย “ท้องฟ้าสีคราม” จากสภาวิจัยวิศวกรรมและกายภาพ (EPSRC)เมื่อปีที่แล้วเพื่อทดสอบว่าแพลตฟอร์มของพวกเขาสามารถรักษาขนาดใหญ่ได้ดีเพียงใด ข้อบกพร่องของกระดูก “นี่เป็นขั้นตอนสำคัญในการนำเทคโนโลยีมาสู่คลินิก และมีศักยภาพที่จะปฏิวัติวิธีที่เราใช้โปรตีนบำบัดรักษาบาดแผล” Almquist กล่าว

“เนื่องจากไม่เคยมีวิธีการใดมาก่อนที่ใช้ประโยชน์จากเซลล์ที่ดึงวัสดุเพื่อปลดปล่อยการบำบัด จึงมีอีกมากที่เราไม่รู้เกี่ยวกับวิธีการออกแบบ TrAP เหล่านี้อย่างเหมาะสมที่สุดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์และประสิทธิภาพสูงสุด ตอนนี้เรากำลังยุ่งอยู่กับการทำความเข้าใจกลไกเบื้องหลังผลกระทบนี้ให้ดีขึ้น”

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย