ساخت بستر گرافن فعال شده با پپتید مقلد زیستی، مناسب برای تمایز هدفمند سلول های بنیادی مزانشیمی

سابقه و هدف : در گذشته انتظار بر این بود که زیست مواد (بیومتریال) با داشتن سطحی نسبتا خنثی و قابل تحمل زیستی، پاسخ های ایمنی و فیبروتیک را به حداقل برسانند. اما امروزه بسیاری از مطالعات دانشمندان بازساختی و سلول درمانی بسمت ساخت بیومتریالهایی است که بسترهای خنثی را توسط مولکولهای زیستی فعال نموده تا شرائط مواجهه زیستی سلول را با سطح شیمیایی مقابل بهبود یابد. معمولا فعالسازی بیومتریال های خنثی با مولکولهای زیستی به دو روش انجام می شود: یا آنها را با مولکولهای زیست فعال؛ همانند فاکتورهای رشد و یا اجزاء ساختاری ECM؛ مخلوط نموده و یا اینکه مولکولهای مذکور را بر روی بستر پایه به روش فیزیکی جذب و یا بوسیله پیوندهای شیمیایی متصل می نمایند.هدف از انجام این پروژه: ساخت میکرواینورمنت مناسب برای تمایز هدفمند به سلولهای شبه کبدی بود. بدین منظور دو موتیف پپتید، از زنجیره آلفا 2 کلاژن IV، بکمک مطالعات بیوانفورماتیکی انتخاب و پس از تثبیت بر روی بستر گرافن، تاثیر این بستر دوبعدی زیستفعال شده بر روی رشد، تکثیر و تمایز سلولهای بنیادی مزانشیمی مطالعه شد.مواد و روش ها: مطالعات بیوانفورماتیک با بررسی داکینگ مجازی پپتید- اینتگرین و پپتید-هپاران سولفات انجام و سپس بوسیله شبیه سازی دینامیک مولکولی تائید گردید. بمنظور تثبیت کووالانسی پپتید، ابتدا بستر گرافن کربوکسیله از طریق مدیفکاسیون شیمیایی از گرافن اکساید تهیه شد و سپس بکمک واکنش چهار جزئی یوگی، در دمای اتاق و محیط آبی، مدیفیکاسیون زیستی این سطح انجام و با روش های اسپکتروسکوپی (نوری نامرئی، مادون قرمز فوریه، رامان)، میکروسکوپی نیروی اتمی و گرانشی دمایی، مدیفیکاسیونهای مذکور آنالیز گردید. مطالعات آنالیز سلولی و مولکولی سلولهای بنیادی مزانشیمی کشت و تمایز داده شده بر روی میکرواینورمنت مهندسی شده بوسیله بررسی آزمون کیفی (مشاهدات میکروسکوپی اینورت) و کمی (MTT) سمیت سلولی و بررسی بیان کمی ژنهای ساختاری و عملکردی سلولهای شبه هپاتوسیتی (بوسیله ریل تایم پی سی آر) انجام شد.یافته ها و نتیجه گیری: نتایج مطالعات آنالیزهای فیزیکوشیمیایی و همچنین آزمونهای سمیت سلولی حاکی از انتخاب صحیح موتیف پپتیدهای فعال و موفقیتآمیز بودن تثبیت بر روی بستر دوبعدی گرافن بود. بررسی بیان ژنوتیپی مارکرهای اسکلت سلولی (سیتوکراتین 18 و سیتوکراتین (19 و پروتئین های عملکردی (آلفافیتوپروتئین و آلبومین) حاکی از تمایز به سلولهای شبه کبدی بود. نتایج بررسی مذکور با مطالعات مقایسهایی داکینگ مجازی (پپتید-هپاران سولفات) و شبیه سازی دینامیک مولکولی این کمپلکس مطابقت داشت. همچنین مقایسه بیان مارکرهای کبدی بالغ نسبت به مارکرهای جنینی در سلولهای تمایز یافته بر روی کامپوزیت (گرافن- پپتید متصل شونده به هپاران سولفات) حاکی از تمایز بالاترنسبت به گروه کنترل (p-YDOXH 0.05) داشت. این نتایج نشان میدهند که موتیف انتخابی جدید در این تحقیق احتمالا از طریق مسیر سیگنالینگ ترکیبی سبب بلوغ کامل سلولهای شبه کبدی میشود.

Keywords:

بستر گرافن , پپتیدهای مقلد زیستی , تثبیت شیمیایی , مطالعات بیوانفورماتیکی , مارکر بلوغ یافتگی در سلولهای شبه کبدی.