زیست فناوری

چکیده ویتامین‌های D و E از معمول‌ترین داروهای درمان طولانی‌مدت دیابت هستند. یکی از مسائل مهم در این حوزه رهایش انسولین است. افزایش پایداری حالت‌های غیرفعال انسولین (فرم هگزامر) در بهبود کارایی رهایش انسولین یک راهکار درحال‌توسعه است. پروتئین انسولین به طور معمول در سه فرم مونومر، دایمر و هگزامر مشاهده می‌شود. در این تحقیق برای اولین‌بار، بررسی اثر ویتامین‌های D₃ و E بر پایداری فرم ذخیره‌ای انسولین، از طریق روش‌های محاسباتی صورت گرفت. نتایج حاصل از داکینگ مولکولی نشان‌دهنده وجود 6 جایگاه اتصالی برای این ویتامین‌ها است. ویتامین‌های مذکور به‌واسطه حلقه‌های ساختاری و خواص هیدروفوب به منطقه هیدروفوب در مرز بین دو زیر واحد انسولین متصل می‌شوند. نتایج حاصل از مطالعات G-mmpbsa نشان‌دهنده نقش پایدارکننده این ویتامین‌ها در فرم هگزامر انسولین است. اتصال آنها به هگزامر موجب افزایش معنادار انرژی اتصالی بین زیر واحدهای انسولین شده است. حضور ویتامین‌های مذکور موجب افزایش تعداد پیوندهای هیدروژنی بین زیرواحدهای مونومری هر همودایمر انسولین شده و نیز تعداد پیوندهای هیدروژنی درونی پروتئین هگزامر انسولین را به طور معناداری افزایش می‌دهد. اتصال این ویتامین‌ها به فرم هگزامر انسولین موجب پایدارسازی، رهایش آهسته‌تر و متعادل‌تر انسولین و همچنین افزایش نیمه‌عمر فرم دایمر در جریان خون می‌شود. این یافته‌ها به‌منظور طراحی راهکار جدید برای تنظیم رهایش انسولین در بدن و همچنین افزایش نیمه‌عمر انسولین در خون جهت درمان بیماری دیابت نوع II راهگشا خواهد بود. علاوه بر این پایدارسازی فرم هگزامر می‌تواند به‌عنوان یک راهکار مؤثر برای درمان دیابت نوع I از طریق رهایش آهسته از سامانه‌های زیست حسگری ایمپلنت‌شده نیز مورداستفاده قرار بگیرد.

چکیده بسترهای کشت سلول نقشی کلیدی در حوزه مهندسی بافت و زیست‌مواد دارند. ازاین‌رو ارائه بستری زیست‌سازگار با ویژگی­های فیزیکوشیمیایی مشابه با ماتریس خارج سلولی جهت دستیابی به اتصال، زنده‌مانی، رشد و ریخت‌شناسی مناسب انواع سلول­ها، توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کرده است. توسعه بسترهایی دارای انواع توپوگرافی سطح که به‌عنوان فاکتور زیست‌الهام در اتصال هدایت‌شده سلول نقش بازی می­کنند، از مهم‌ترین رویکردهای اتخاذ شده در این حوزه به شمار می‌آیند. در تحقیق حاضر، با به‌کارگیری روشی جدید به طراحی، سنتز و مشخصه‌یابی بستری با آرایه‌های هم‌راستای سطحی در ابعاد چند صد نانومتری پرداخته شد. درنهایت نیز رفتار سلول­های فیبروبلاست انسانی لاین HU02 کشت داده شده روی این بستر از نظر اتصال، رشد، زنده‌مانی و ریخت‌شناسی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می­دهند که تیمار پلاسمای 100 و 200 ثانیه‌ای تحت کشش جانبی بستر باعث شکل‌گیری آرایه‌های هم‌راستا با ابعاد 19±305 نانومتر و 141±571 نانومتر بر سطح این بسترها می­شود. با افزایش زمان تیمار پلاسما، طول موج، دامنه ساختار و درجه آب‌دوستی سطح بسترهای موردمطالعه افزایش می‌یابد که منجر به بهبود 17 و 46 درصدی کیفیت اتصال سلول می­شود. همچنین آرایه‌های میکرونی شکل‌گرفته روی سطح بسترها ضمن کمک به افزایش کیفیت اتصال، رشد و زنده‌مانی سلول‌ها با اثر هدایت اتصال باعث جهت­گیری سلول‌ها در راستای طولی آرایه‌ها می­شود. در نتیجه بستر پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان این پژوهش کاملاً زیست‌سازگار بوده و از نظر مشخصه‌های شیمیایی، مکانیکی و فیزیکی قابلیت مطلوبی را برای کاربردهای کشت سلولی نشان می­دهد. همچنین باعث بهبود کیفیت اتصال و هم‌راستا کردن سلول‌های فیبروبلاست انسانی می‌شود.