یکی از راههای اصلی صحبت کردن سلولها با یکدیگر برای هماهنگ کردن فعالیتهای بیولوژیکی ضروری مانند انقباض عضلانی، ترشح هورمون، شلیک نورونها، هضم و فعالسازی سیستم ایمنی، از طریق سیگنالدهی کلسیم است.
دانشجوی فارغ التحصیل شیمی و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: بیشتر داروهایی که تا این مرحله تولید شدهاند، از نیروهای اتصال شیمیایی برای هدایت یک آبشار سیگنالینگ خاص در بدن استفاده میکنند. این اولین پروژهای است که نشان میدهد به جای نیروی شیمیایی، میتوانید از نیروی مکانیکی – در این مورد، نانوماشینهای تک مولکولی – برای انجام همین کار استفاده کرد، که فصل جدیدی را در طراحی دارو باز میکند.
دانشمندان از محرکهای مبتنی بر مولکولهای کوچک استفاده کردند که با تحریک نور مرئی به چرخش در میآیند تا پاسخ سیگنالدهی کلسیم را در سلولهای ماهیچه صاف القا کنند.
وی گفت: ما بر بسیاری از ماهیچههای حیاتی بدن خود کنترل آگاهانه نداریم. قلب یک عضله غیرارادی است و بافت ماهیچه پوشاننده رگها و شریانها، فشار خون و گردش خون را کنترل میکند.
این محقق گفت: اگر فقط یک سلول در قلب را تحریک کنید، سیگنال را به سلولهای مجاور منتقل میکند، به این معنی که میتوانید کنترل مولکولی هدفمند و قابل تنظیم بر عملکرد قلب داشته باشید و احتمالاً آریتمیها را کاهش دهید.
بنا بر اعلام وبگاه ستاد توسعه فناوری نانو، این ماشینهای مولکولی که توسط پالسهای نوری فعال میشوند، به دانشمندان اجازه میدهند سیگنالهای کلسیم را در کشت سلولی میوسیت قلبی کنترل کنند و باعث شلیک سلولهای غیرفعال شوند. این مولکولها اساساً بهعنوان نانودفیبریلاتور عمل میکردند و باعث میشد این سلولهای ماهیچه قلب شروع به تپش کنند.
توانایی کنترل ارتباط سلول به سلول در بافت عضلانی میتواند برای درمان طیف وسیعی از بیماریهایی که با اختلال در سیگنالدهی کلسیم مشخص میشوند، مفید باشد.