تعیین سرنوشت نانوذرات و تاج پروتئینی در سلول

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما؛ نانوذرات در محیط زیستی، یک تاج پروتئینی موسوم به کرونا را تشکیل می‌دهند که سرنوشت خود نانوذرات و تاج پروتئینی آن‌ها برای دانشمندان به‌صورت رازی بود که بلاخره با بررسی‌های میکروسکوپی مشخص شد که سرانجام این ساختار‌ها در سلول چگونه است.
در حالی که تحقیقات زیادی در مورد اثرات پروتئین کرونا انجام شده، در مورد سرنوشت پروتئین تاج در سلول‌ها تحقیقات بسیار کمی انجام شده است. به تازگی مقاله‌ای در نشریه Nature Communications منتشر شده است، که هدف آن استفاده از ترکیبی از چندین روش میکروسکوپی برای پر کردن شکاف دانش در این حوزه است.
نانوذرات به‌دلیل خاصیت منحصر به فردی که دارند، ابزاری امیدوارکننده برای تحویل دارو به بدن هستند. اندازه ناچیز نانوذرات به آن‌ها اجازه می‌دهد تا از غشای سلولی عبور کنند و به سلول‌ها یا بافت‌های خاص در بدن برسند که در غیر این صورت غیرقابل دسترسی خواهند بود. این رهایش هدفمند قدرت دارو‌ها را افزایش داده و عوارض جانبی را کاهش می‌دهد.
پروتئین کرونا یک پوشش زیست مولکولی است که هنگام تماس نانوذرات با محیط زیستی، روی سطح نانوذرات تشکیل می‌شود. این پوشش، که به آن پوسته پروتئین نیز گفته می‌شود، از پروتئین‌ها، لیپید‌ها و سایر مولکول‌های زیستی تشکیل شده است که به سطح نانوذرات جذب می‌شوند.
تشکیل تاج پروتئین یک اثر شناخته شده در نانوپزشکی است، زیرا نقش مهمی در تعیین سرنوشت نانوذرات در بدن دارد. ترکیب پروتئین کرونا می‌تواند نحوه تعامل نانوذرات با سلول‌ها را تغییر دهد، که گردش، جذب، سمیت و انتشار ماده دارویی فعال (API) داخل نانوذرات را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
در حالی که محققان امیدوارند که پروتئین کرونا را به صورت کنترل شده ایجاد کنند، این اتفاق در مورد پروتئین تاج پس از جذب نانوذرات توسط یک سلول، نامشخص است. در این مطالعه، محققان از میکروسکوپ الکترونی و نوری همبستگی (CLEM)، یک روش رنگ‌آمیزی فلورسانس همراه با میکروسکوپ الکترونی، استفاده کردند. این روش برای بررسی مقصد درون سلولی نانوذرات و پروتئین کرونا مؤثر است.
محققان از رنگ‌آمیزی فلورسانس خاص برای برچسب زدن نانوذرات و پروتئین کرونا استفاده کردند، که به آن‌ها امکان داد تا محلی‌سازی نانوذرات و پروتئین کرونا در سلول را ردیابی کنند. این رویکرد به محققان اجازه می‌دهد تا سرنوشت نانوذرات و پروتئین کرونا را در سطح فراساختاری مطالعه کنند و بینش جدیدی در مورد سرنوشت داخل سلولی پروتئین کرونا در نانوذرات ارائه دهند.
در این مطالعه، تیم تحقیقاتی جدایی بین نانوذرات و پروتئین کرونا را مشاهده کردند، سلول نانوذرات را به سمت آندوزوم‌های بازیافت هدایت می‌کند، در حالی که پروتئین کرونا در multivesicular bodies جمع می‌شود.
جدایی بین نانوذرات و پروتئین کرونا نشان می‌دهد که سلول مکانیسمی برای مرتب‌سازی و هدایت نانوذرات و پروتئین کرونا به محفظه‌های مختلف سلولی دارد. این تیم نتیجه گرفت که این جدایی برای تهیه نانوذرات برای اگزوسیتوز بعدی است در حالی که پروتئین تاج در سلول باقی مانده است تا متابولیزه شود.
این مطالعه برای اولین بار از سرنوشت داخل سلولی نانوذرات و پروتئین کرونا پرده برداشت، و بینش جدیدی در مورد این رفتار ارائه داد.