..::::  نیروگاه‌های سلولی خطر ابتلا به نارسایی قلبی را شکل می‌دهند  ::::..

مطالعه جدید دانشمندان دانشگاه آلاباما نشان می‌دهد ژن‌های واقع در میتوکندری و نیروگاه‌هایی که در سلول‌های انسانی قند را به انرژی تبدیل می‌کنند، خطر بیماری قلبی و دیابت هر شخص را شکل می‌دهند. این یافته‌ها توضیح می‌دهد که چرا تعدادی از مردم مریض می‌شوند و دیگران علی‌رغم داشتن مولفه‌های سنتی خطر مانند سن، چاقی مفرط و سیگار بیمار نمی‌شوند. مدت‌های مدیدی است که محققان با بررسی رژیم و تغییرات در ژن‌های هسته‌ای، به دنبال تعیین خطر بیماری بوده‌اند و از ژن‌های میتوکندری (دومین نوع دی ان ای در هر سلولی) غفلت کرده‌اند.
مطالعات سال‌های اخیر نشان داد که اشتباه در تولید انرژی میتوکندری ذرات بیش از اندازه‌ای موسوم به اکسیدان‌ها را ایجاد کرده و مولفه‌های رادیکالی را آزاد می‌کند که موجب می‌شود سلول‌ها به عنوان بخشی از بیماری قلبی، دیابت و سرطان خود را نابود می‌کنند. امروزه این توافق حاصل شده که تغییرات در دی ان ای میتوکندری به تنهایی مشارکت بزرگی در خطر بیماری قلبی برای هر فرد دارد و مطالعه جدید نخستین تحقیقی است که این موضوع را مستقیما در یک پستاندار زنده تایید کرده است.
مطالعه جدید این نظریه را منعکس می‌کند که اجداد باستانی تک‌سلولی بشر اجداد باکتریایی آنچه هم‌اکنون میتوکندری است، را "بلعیدند" و میتوکندری به میزبانانشان توانایی تبدیل قند از غذا به حدود 15 برابر انرژی سلولی را با استفاده از اکسیژن دادند. در فرایند تکامل، میتوکندری به زیربخش‌های دائم سلول‌های انسانی تبدیل شد. به این دلیل، هر سلول انسانی هم‌اکنون دارای دو ژنوم است. ژنوم امتدادهای طولانی دی ان ای است که طرح بدن انسان کدبندی می‌کند. یکی از این ژنوم‌ها در هسته‌های انسانی از والدین به ارث برده شده و دیگری مجموعه جدا و کوچک‌تری در میتوکندری است که از مادر و طی تقسیم سلولی به فرد می‌رسد.
همواره اثبات این نظریه که دی ان ای میتوکندری مادری، خطر بیماری قلبی را شکل می‌دهد، دشوار بوده است. محققان تلاش کردند موش‌هایی را از لحاظ ژنتیکی مهندسی کنند که آن‌ها را قادر به جداسازی اثر یک ژن از اثر ژن دیگر می‌کنند. افزون بر این، ژنوم هسته‌ای انسانی حاوی بیش از 30 هزار ژن در مقایسه با 13 ژن مرتبط با انرژی در میتوکندری است، بنابراین محققان به این ژن‌های اندک توجه نمی‌کردند.
برای تعیین این که آیا تغییرات دی ان ای میتوکندری خطر بیماری را مستقل از دی ان ای هسته‌ای فرد هدایت می‌کند یا خیر، تیم علمی تحقیق خود را با دو گونه از موش‌ها آغاز کرد. موش C57 که در مقابل بیماری‌های مرتبط با رژیم آسیب‌پذیر است و موش C3H که در مقابل این بیماری‌ها مقاوم است. نتایج نشان داد که جایگزین‌کردن فقط دی ان ای میتوکندری آسیب‌پذیری یک موش را در مقابل مدل نارسایی قلبی افزایش یا کاهش می‌دهد. جزئیات این مطالعه در مجله Biochemical Journal منتشر شد.

ادامه نوشته

..::::  رسانش هدفمند دارو به درون میتوکندری سلول‌ها  ::::..

نانوذرات در زمینه رسانش هدفمند داروها به سلول‌ها بسیار نویدبخش بوده‌اند، اما محققان دانشگاه جرجیا با بهره‌گیری از نانوذرات در رسانش دارو به بخش خاصی از درون سلول، فرایند رسانش دارو را متحول ساخته‌اند. این محققان با هدفگیری میتوکندری که اغلب با نام «نیروگاه سلول‌ها» نامیده می‌شود، کارایی روش‌های درمانی مبتنی بر میتوکندری را که در تحقیقات مربوط به درمان سرطان، آلزایمر و چاقی به کار می‌روند، افزایش داده‌اند. شانتا دار، استادیار شیمی دانشکده هنر و علوم و نویسنده اصلی مقاله این کار می‌گوید: «میتوکندری یک اندام سلولی بسیار پیچیده است که دسترسی به آن بسیار دشوار است، اما این نانوذرات به‌نحوی طراحی شده‌اند که در مکان مناسب کار درست را انجام دهند». دار و همکارانش از یک پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر مورد تأیید FDA برای ساخت این نانوذرات و سپس کپسوله کردن داروهای مختلف و بررسی اثر درمانی آنها روی بیماری‌های گوناگون استفاده کردند. این پژوهشگران برای مطالعه کارایی این سامانه دارورسانی در درمان سرطان، داروی لونیدامین را درون این ذرات کپسوله کردند. لونیدامین ترکیبی است که از تولید انرژی در میتوکندری جلوگیری می‌کند. استفاده از این دارو روی سلول‌های سرطانی کاشت شده نشان داد که هدفگیری میتوکندری کارایی دارو را 100 برابر نسبت به استفاده از داروی خالص، و 5 برابر نسبت به استفاده از نانوذراتی که بخش بیرونی سلول را هدف می‌گیرند، افزایش می‌دهد.
همچنین ترکیب کورکومین در جلوگیری از تشکیل پلاکت‌های آمیلوئیدی که نشانه بیماری آلزایمر به‌شمار می‌رود، نویدبخش بوده است، اما این ترکیب در مجاورت نور به سرعت تجزیه شده و توسط بدن تخریب می‌شود. محققان توانستند با کپسوله کردن این ترکیب در نانوذرات هدف‌گیرنده میتوکندری قابلیت زنده‌ماندن سلول‌های کاشت‌شده مغز را حتی در حضور عاملی که تشکیل این پلاکت‌ها را تقویت می‌کرد، افزایش دهند. 100 درصد سلول‌هایی که تحت تأثیر این عامل قرار داشتند، در حضور عامل محرک تولید پلاکت‌های آمیلوئیدی زنده ماندند، در حالی که در صورت استفاده از کورکومین خالص 67 درصد، و در صورت استفاده از نانوذرات حاوی کورکومین که بخش بیرونی سلول‌ها را هدف می‌گیرند، 70 درصد سلول‌ها توانستند جان سالم به در ببرند.
همچنین این پژوهشگران داروی ضدچاقی 2,4-DNP را که کارایی تولید انرژی در میتوکندری را کاهش می‌دهد، درون این نانوذرات کپسوله کرده و دریافتند که میزان تولید چربی توسط سلول‌های کاشت‌شده به نام preadipocytes نسبت به سلول‌هایی که در معرض داروی خالص قرار داشتند تا 67 درصد، و نسبت به سلول‌های درمان شده توسط نانوذراتی که بخش بیرونی سلول‌ها را هدف می‌گیرند، تا 61 درصد کاهش می‌یابد. جزئیات این تحقیق در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

ادامه نوشته