رفتن به نوشته‌ها

کاربرد چاپ زیستی در تحقیقات بیولوژیکی چیست؟


تحقیقات بیولوژیکی چاپ زیستی

یک مطالعه اخیر از دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی از پرینت زیستی سه بعدی برای تولید سلول های گیاهی برای ارزیابی سودمندی این روش در تحقیقات بیولوژیکی استفاده کرد. آنها آرابیدوپسیس (شاهی که اغلب در تحقیقات ژنتیکی استفاده می شود) و سلول های سویا تولید کردند. سلول‌های چاپ‌شده با چاپ سه‌بعدی زنده‌مانی کافی داشتند و به تولید میکروکال‌ها – گروه‌هایی از بافت‌های گیاهی – ادامه دادند که نشان می‌دهد با موفقیت تولید شده‌اند. این نتایج نشان می دهد که چاپ زیستی سه بعدی می تواند حداقل به اندازه روش های سنتی تولید مثل سلول های گیاهی موثر باشد.

ابتدا به روش مورد استفاده برای انجام آزمایش نگاه می کنیم: اکستروژن پنوماتیک. این یک نوع چاپ زیستی سه بعدی است که در آن محقق از فشار هوا برای بیرون راندن مواد بیولوژیکی از طریق یک نازل استفاده می کند. بنابراین او هر دو جوهر زیستی و ساختارهای پشتیبانی را که به داربست تشبیه شده بودند چاپ کرد. برای دومی، آنها دو نوع مختلف آگارز و آلژینات سدیم را آزمایش کردند تا ببینند کدام یک موثرتر است. سلول های سویا دو هفته پس از ایجاد تقریباً 49 درصد زنده ماندن خوبی نشان دادند، که نشان می دهد که چاپ زیستی می تواند سلول هایی با قابلیت زنده مانی برابر با پیپتینگ دستی سنتی تولید کند. پس از 5 روز، زنده ماندن در ساختار بیوپینت سه بعدی برای سلول های آرابیدوپسیس با “داربست” آگارز تقریبا 25٪ بود.

تصویر نمودار 3 روش چاپ زیستی سه بعدی را نشان می دهد

این تیم از یک روش چاپ زیستی به نام اکستروژن پنوماتیک استفاده کرد (اعتبارات تصویر: تحقیقات پیشرفته نانوبیومد روی ResearchGate)

برای سلول‌های زنده، محققان توانستند تولید میکروکالی‌ها، یعنی گروه‌هایی از سلول‌های پارانشیم سازمان‌یافته، نوعی سلول گیاهی را ارزیابی کنند. از سرگیری چرخه سلولی همزمان با القای ژن‌های چرخه سلولی مرکزی و ژن‌های مربوط به بازسازی سلولی بود. در اصل، آنها باعث شدند که سلول‌های چاپ‌شده زیستی چرخه سلولی خود را دوباره راه‌اندازی کنند و تولید مثل کنند. محققان دریافتند که پس از 14 روز، به طور متوسط ​​90 درصد از سازه های چاپ شده زیستی 5-6 میکروکالوس تشکیل داده اند. این نشان می‌دهد که سلول‌های چاپ‌شده زیستی سه‌بعدی پتانسیل تقسیم سلولی را دارند و مانند سلول‌های تولید شده با روش‌های سنتی رفتار می‌کنند.

در نهایت، دانشمندان هویت سلولی سلول‌های گیاهی ریشه‌ای چاپ‌شده و میکروکالی‌هایی را که تشکیل داده بودند، بررسی کردند. آنها از نشانگرها برای ردیابی بیان پروتئین استفاده کردند و دریافتند که به نظر می رسد هویت سلولی در طول زمان تغییر می کند. آنها مشاهده کردند که سلول ها ژن های مسئول شروع یا حفظ هویت سلول های بنیادی را در عرض 3 روز پس از مشاهده القا کردند. محققان همچنین آزمایش کردند که آیا می توان محیط را برای ارزیابی پاسخ های سلولی با اعمال شوری بالا اصلاح کرد. آنها دریافتند که سلول ها تحت این شرایط استرس زا کمتر زنده هستند، چه مریستمی (سلول های گیاهی غیر تخصصی که می توانند به هر نوع سلولی تبدیل شوند) یا تمایز یافته باشند.

دانشمند زیست شناسی میکروسکوپ را مشاهده می کند

تحقیقات بیولوژیکی را می توان با چاپ زیستی بهبود بخشید

نتایج و پیامدها

زنده ماندن سلول های تولید شده توسط چاپ زیستی نشان می دهد که دانشمندان می توانند از آن به عنوان جایگزینی برای پیپتینگ استفاده کنند، به ویژه به این دلیل که ” پس از چاپ زیستی، امکانات بهتری برای پردازش با توان بالا و کنترل معماری سلولی ارائه می دهدبه گفته یکی از نویسندگان مربوطه، پروفسور راس سوزانی. تولید میکروکال ها نشان می دهد که این سلول ها می توانند دوباره به چرخه سلولی بپیوندند و مانند سلول های عادی تقسیم شوند. در نهایت، مطالعه هویت سلولی نشان می دهد که:

سلول های چاپ شده زیستی می توانند هویت سلول های بنیادی را به خود بگیرند. آنها تقسیم می شوند، رشد می کنند و ژن های خاصی را بیان می کنند. هنگام چاپ زیستی، شما در حال چاپ یک جمعیت کامل از انواع سلول هستید. ما توانستیم ژن های بیان شده توسط سلول های منفرد را پس از پرینت زیستی سه بعدی بررسی کنیم تا هرگونه تغییر در هویت سلول را درک کنیم.

محققان پیشنهاد کردند که مطالعات بیشتر می تواند از پرینت زیستی سه بعدی برای آزمایش زنده ماندن، تقسیم و هویت سلولی در یک “محیط قابل تنظیم” استفاده کند. چاپ زیستی سه بعدی قبلاً در پروژه های بیولوژیکی مانند رشد اندام ها و تولید جایگزین های گوشت استفاده شده است. این یک زمینه بسیار جالب است که برخلاف برخی از کاربردهای پرینت سه بعدی، برای کشف علمی و نه فقط برای کاربردهای تجاری مهم است. اگر می‌خواهید گزارش کامل را بخوانید، در Science.org موجود است (لازم است وارد شوید). خلاصه آن را می توانید در وبلاگ خبری دانشگاه بیابید ICI.

نظر شما در مورد این مطالعه چیست؟ آیا چاپ زیستی می تواند تحقیقات بیولوژیکی را تغییر دهد؟ نظر خود را در نظرات مقاله به اشتراک بگذارید. همه ویدیوهای ما را در کانال ما بیابید یوتیوب یا ما را دنبال کنید فیس بوک یا توییتر !

*عنوان عکس روی جلد: لیزا ون دن بروک، دانشگاه ایالتی NC





منبع

منتشر شده در اخبار پرینتر و چاپ سه بعدی