زیست فناوری

چکیده سرطان یکی از عوامل مرگ در جوامع بشری می باشد و علت اصلی عدم موفقیت در درمان آن، تشخیص دیرهنگام و درگیر شدن دیگر اعضا بدن می باشد. سنجش نشانگرهای زیستی مایعات بدن میتواند به عنوان یکی از مهم ترین روشهای غربالگری و تشخیص سرطان، در مراحل اولیه باشد. میکرو RNA های گردشی به عنوان بیومارکرهایی جدید جهت تشخیص و پیش آگاهی سرطان مطرح شده اند. استفاده از این مولکول ها علاوه بر تشخیص زودهنگام و پیش از متاستاز، بدلیل امکان دستیابی غیرتهاجمی ، موجب کاهش آسیب های وارد شده به بیمار خواهند شد. لذا ابدای روشی جهت شناسایی، آشکار سازی و کمی سازی آن یک ضرورت می باشد. هدف از این مطالعه، بهبود تشخیص میکروRNA-9 به عنوان یکی از میکرو RNA های دخیل در سرطان ریه با استفاده از تکنیک نوری در بستر هیدروژل است. در این سیستم، با استفاده از کاوشگر گیرنده (DNA تک رشته) که در بستر هیدروژل تثبیت شد، جداسازی میکروRNA انجام شد. با اتصال میکروRNA به این پروب، پروب دوم که DNA بیوتینه مکمل بخش بالایی میکروRNA است به آن متصل شده و ساختار ساندویچی ایجاد کردند. در نهایت میکروRNA به دام افتاده میان دو کاوشگر بوسیله استرپتاویدین متصل به FITC تشخیص داده شد. در این تحقیق غلظت های متفاوت میکرو RNA-9 از 1000 پیکومولار تا 1 فمتومولار به منظور براورد حدتشخیص بیوسنسور طراحی شده استفاده گردید و 50 فمتومولار به عنوان حدتشخیص اندازه گیری شد.

چکیده در سال های اخیر، سیستم‌های دارورسانی هدفمند به عنوان یک رویکرد امیدوارکننده برای افزایش اثربخشی و به حداقل رساندن عوارض جانبی عوامل درمانی ظهور کرده‌اند. سرازوم ها نوع خاصی از لیپوزوم ها با شبکه های سیلوکسان کووالانسی روی سطح هستند که ثبات مورفولوژیکی فوق العاده ای را در عین حفظ تمام صفات مفید لیپوزوم ها ارائه می دهند. سرازوم‌ها، به دلیل زیست سازگاری، پایداری، رهایش قابل کنترل و ذخیره سازی طولانی مدت بستری منحصربه‌فرد برای محصور کردن و تحویل دارو ارائه می‌کنند. در این تحقیق سعی شده سطح سرازوم ها مهندسی شود تا باعث افزایش گزینش پذیری و کارایی دارورسانی گردد. به صورتیکه آنتی بادی هرسپتین روی سطح سرازوم نشانده شده و امکان هدف گیری دقیق سلول های HER²⁺را فراهم کند. سپس خصوصیات فیزیکوشیمیایی سرازوم های عاملدار شده با آنتی بادی، از جمله سایز و بار سطحی به ترتیب در حدود 6/15±۲۲۹ نانومتر با پتانسیل زتای 2/1±5/13 میلی ولت به دست آمد. نتایج طیف IR و فلورسانس نشان داد آنتی‌بادی با موفقیت‌ به سطح سرازوم با راندمان اتصال %64 متصل شد . این نتایج مکانیسم‌های اساسی حاکم بر سنتز ایمنوسرازوم ها را اثبات کرده و رویکرد ارزشمندی را برای پیشرفت‌های آینده در سیستم‌های دارورسانی هدفمند ارائه می‌دهد.

چکیده سرطان یکی از شایع‌ترین علل مرگ و میر در جهان است. سرطان پستان فراوان ترین سرطان در بین زنان است و سالیانه باعث میزان بالایی از مرگ و میر می شود. معتبرترین و مطمئن ترین روش برای مدیریت موفق سرطان، تشخیص دقیق و زود هنگام است. در مقابل، عدم تشخیص به موقع منجر به گسترش سرطان در بدن می شود، در نتیجه درمان و کنترل آن را دشوار می نماید. روش استاندارد طلایی برای تشخیص سرطان پستان، بیوپسی است. به طور معمول از روش های دستی و بصری برای تشخیص سرطان استفاده می شود و پاتولوژیست اسلاید های هیستوپاتولوژی را زیر میکروسکوپ بررسی می نماید که این نوع تشخیص به زمان زیاد و تخصص بالایی احتیاج دارد و بسیار مستعد خطاست، به همین دلیل استفاده از سیستم تشخیص رایانه ای(CAD) برای کمک به پزشکان در جهت بهبود کارایی تفسیر تصاویر پزشکی ضروری است. در این مطالعه ما از مدل های یادگیری عمیق، خصوصا شبکه های عصبی کانولوشنی (CNNs) برای تشخیص سرطانی بودن یا نبودن تصاویر هیستوپاتولوژیک استفاده می کنیم. میزان AUC، صحت و امتیاز F1 به دست آمده با استفاده از شبکه ی عصبی عمیق از پیش آموزش داده شده Incetion-V3 به ترتیب برابر 36/98 % ، 28/95 % و 25/97 % است و همین پارامترها برای شبکه ی عصبی عمیق از پیش آموزش داده شده ی ResNet-18 برابر با 90/97 % ، 46/97 % و 22/98 % می باشد. مدل ارائه شده قادر است برای مورفولوژی های متفاوت بافت پستان، پاسخ قابل توجهی ارائه دهد.

چکیده بررسی ویژگی‌های بیومکانیکی سلول‌های سرطانی برای پیشرفت در درمان و شناخت بهتر سرطان ضروری است. بیشتر تحقیقات صورت گرفته در سال‌های اخیر بر روی سلول‌های کشت شده به صورت دوبعدی انجام شده است در حالی که مطالعه‌ی سلول‌های کشت شده در حالت سه بعدی به دلیل رشد سلول‌ها در همه‌ی ابعاد و همچنین وجود اتصالات سلول-سلول و سلول –ماتریکس خارج سلولی نسبت به کشت دو بعدی ارجحیت دارد. کشت سه بعدی سلول درمقایسه با کشت دو بعدی، با اینکه از نظر فیزیولوژیکی به شرایط محیطی درون‌تنی نزدیکتر است اما در حال حاضر روش متداولی برای کشت سلول و آزمایشات پیش بالینی به شمار نمی رود. نبود بستر مناسب و محدود بودن تکنیک های رایج در مشخصه یابی پارامترهای مختلف سلول‌ها در حالت سه بعدی از محدودیت های این نوع کشت به شمار می آیند. در این تحقیق، ابتدا با استفاده از PDMS بستری جهت ایجاد اسفروئید ساخته شد و سپس اسفروئیدهای تشکیل شده تحت تاثیر تاکسول به عنوان داروی ضد اسکلت سلولی قرار گرفتند و با تصویر برداری از آن ها در مدت زمان مشخص، میزان زنده مانی آن‌ها بررسی شد و در نهایت جهت به دست آوردن پارامترهای بیومکانیکی، سطح بیرونی آن‌ها توسط میکروسکوپ نیروی اتمی مورد سنجش قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می دهد که داروی تاکسول علاوه بر کاهش زنده مانی و کنترل رشد تومور، ویژگی‌های بیومکانیکی سلول‌ها را نیز در حالت سه بعدی تحت تاثیر قرار می دهد.

چکیده سلول‌های بنیادی از طریق قابلیت خودترمیمی و توانایی آن‌ها در تمایز به سلول‌های خاص شناخته می‌شوند که تحت تأثیر محیط آن‌ها اتفاق می‌افتد. اهمیت شیمی ماتریکس اطراف سلولی در کنترل سرنوشت سلول‌های بنیادی شناخته شده است. کپسوله کردن تک‌سلولی سلول‌های بنیادی مزانشیمی در داخل میکروژل های نیمه‌تراوا امکان کنترل هرچه بیشتر سرنوشت سلول‌های بنیادی را فراهم می‌نماید. در این مطالعه با استفاده از فناوری میکروفلوئیدیک تراشه‌ای برای کپسوله کردن تک‌سلولی طراحی و ساخته شد. با استفاده از تراشه میکروفلوئیدیک سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسانی با منشأ مغز استخوان در داخل میکروژل های آلژینات و آلژینات-پلی ال لیزین کپسوله شد. نتایج بررسی‌های طولانی‌مدت نشان می‌دهند که زنده‌مانی سلول‌های بنیادی مزانشیمی در داخل میکروژل های آلژینات-پلی ال لیزین نسبت به میکروژل های آلژینات افزایش معنی‌داری نشان می‌دهد. همچنین تکثیر سلول‌های بنیادی مزانشیمی در میکروژل های آلژینات-پلی ال لیزین افزایش معنی‌داری در روزهای 14 و 21 دارند. به نظر می‌رسد پلی ال لیزین با ایجاد بستری با بار مثبت امکان اتصال و فعالیت سلول‌ها را بهبود می‌بخشد. مطالعات میکروسکوپی بیانگر این نکته‌اند که مورفولوژی سلول‌ها در داخل میکروژل ها به‌صورت کروی است. بااین‌حال قطر و حجم میانگین سلول‌ها در میکروژل های حاوی پلی ال لیزین نسبت به میکروژل های فاقد آن کمتر است که نشان از تکثیر بیشتر و محدودیت فضایی در داخل میکروژل ها است. بنابراین میکروژل های تک‌سلولی آلژینات-پلی ال لیزین به‌عنوان بستری مناسب برای مطالعات بالینی جهت مهندسی بافت، پیوند عضو و سلول درمانی را فراهم می‌کنند.

چکیده با توجه به رشد روزافزون کاربرد نانوتکنولوژی، استفاده از نانومواد و همچنین ترکیبات شیمیایی منحصربه‌فرد در زندگی روزمره بشریت، به‌منظور بررسی ایمن‌بودن آنها نیاز به روش‌های غربالگری "درون‌تنی" و "برون‌تنی" جدید است. بدیهی است هر چه این روش‌ها دارای الهام بیشتر از بافت فیزیولوژیک بدن انسان باشند، می‌توان نتایج بهتری از سمیت یا ایمن‌بودن آنها به دست آورد. استفاده از روش سه‌بعدی اسفروید، اسفرویدها با استفاده از میکروپلیت تجاری ایجاد شدند، به‌دلیل مزایای زیادی از جمله رشد سلول‌های در سه بعد، مدل واقعی و شباهت زیاد به بافت فیزیولوژیک بدن، قابلیت استفاده به‌عنوان جایگزین مدل‌های حیوانی، اندرکنش سلول- سلول، پیام‌رسانی بهتر سلول‌ها به‌دلیل ارتباط نزدیک، در مقایسه با کشت تک‌لایه سلول‌ها، در این تحقیق به‌منظور بررسی سمیت نانوذرات نقره مورد استفاده قرار گرفت. سه فاکتور فعالیت متابولیکی، میزان زنده‌مانی/مرگ سلولی و سطح مقطع اسفرویدها با دو روش سه‌بعدی و دوبعدی تحت تیمار غلظت‌های مختلف نانوذرات نقره در زمان‌های متفاوت مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که سلول‌های مختلف سرطانی و نرمال ریه واکنش متفاوتی از خود نشان می‌دهند. همچنین سمیت سلولی نانوذرات نقره با استفاده از سیستم‌های دوبعدی و سه‌بعدی و مقایسه آنها با هم اختلاف معنی‌داری داشته و میزان رشد/عدم رشد اسفرویدهای وابسته به نوع سلول بوده و غلظت‌های مختلف نیز اهمیت اساسی در مطالعات دارند. مطالعه حاضر شواهدی ارایه می‌دهد که ابعاد سلولی در دوبعدی و سه‌بعدی به‌دلیل ساختار فضایی- زمانی متفاوت نقش حیاتی در نتایج و پیامدهای حاصل از التهابات و سمیت سلولی با نانوذرات بازی می‌کنند.