नैनोकणों और स्टेम सेल अनुप्रयोगों

स्टेम सेल

नैनोटेक्नोलॉजी और बायोमेडिकल उपचार के साथ स्टेम कोशिकाओं (जैसे चिकित्सीय क्लोनिंग) का उपयोग नैनोपैक्टिक्स को जोड़कर आवेदन जैव प्रौद्योगिकी अनुसंधान की नवीनतम नसों में से हैं। यहां तक ​​कि हाल ही में, वैज्ञानिकों ने दो से शादी करने के तरीके तलाशने शुरू कर दिए हैं। 2003 से लेकर नैनोटेक्नोलॉजी और स्टेम कोशिकाओं के उदाहरण वैज्ञानिक पत्रिकाओं में जमा हुए हैं। जबकि स्टेम सेल अनुसंधान में नैनो के लिए संभावित अनुप्रयोग अनगिनत हैं, तीन मुख्य श्रेणियों को उनके इस्तेमाल के लिए निर्दिष्ट किया जा सकता है:

1 99 0 के बाद से कॉस्मेटिक / त्वचा देखभाल वितरण, दवा वितरण और लेबलिंग जैसे अनुप्रयोगों के लिए कुछ नैनोकणों का इस्तेमाल किया जा रहा है - 1 ->

• ट्रैकिंग या लेबलिंग
• वितरण / पाड़ / प्लेटफार्म
• विभिन्न प्रकार के नैनोकणों जैसे क्वांटम डॉट्स, कार्बन नैनोट्यूब और चुंबकीय नैनोकणों के साथ प्रयोग, दैहिक कोशिकाओं या सूक्ष्मजीवों पर प्रयोग ने पृष्ठभूमि प्रदान किया है जिसमें से स्टेम सेल अनुसंधान शुरू किया गया है। यह थोड़ा ज्ञात तथ्य है कि 1 9 34 में नैनोफिबरों की तैयारी के लिए पहला पेटेंट दर्ज किया गया था। ये तंतु अंततः स्टेम सेल संस्कृति और प्रत्यारोपण के लिए स्कैफोल्ड की नींव बन जाएंगे - 70 साल बाद।

एमआरआई और एसपीआईओ कणों का उपयोग करते हुए स्टेम सेल का दृश्यमान

चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) के लिए नैनोकणों के अनुप्रयोगों पर शोध को स्टेम सेल चिकित्सा विज्ञान को ट्रैक करने की आवश्यकता से धक्का दिया गया है । इस आवेदन के लिए एक सामान्य पसंद सुपरपेरामैग्नेटिक लोहा आक्साइड (एसपीआईओ) नैनोकणों है, जो एमआरआई चित्रों के विपरीत बढ़ाते हैं। एफडीए द्वारा कुछ लोहे के आक्साइड को पहले ही मंजूरी दे दी गई है। विभिन्न प्रकार के कण बाहरी पॉलिमर के साथ, आमतौर पर कार्बोहाइड्रेट के साथ लेपित होते हैं। एमआरआई लेबलिंग स्टेम सेल की सतह पर नैनोकणों को संलग्न करके या एन्डोसाइटोसिस या फागोसिटायसिस के माध्यम से स्टेम सेल द्वारा कण को ​​तेज करने के कारण किया जा सकता है।

नैनोपेनटिकल्स ने हमारे ज्ञान को जोड़ने में मदद की है कि स्टेम सेल तंत्रिका तंत्र में कैसे विस्थापित हो जाते हैं।

क्वांटम डॉट्स के प्रयोग से लेबलिंग

क्वांटम डॉट्स (क्यूडीट्स) नैनो स्केल्स् क्रिस्टल हैं जो प्रकाश का उत्सर्जन करते हैं और आवधिक तालिका के समूह द्वितीय-छठे समूहों से परमाणुओं के शामिल होते हैं, जो अक्सर कैडमियम को शामिल करते हैं। वे

कोशिकाओं को देखने के लिए बेहतर हैं डाइज जैसी कुछ अन्य तकनीकों की तुलना में, उनके फोटस्टाबिलिटी और दीर्घायु के कारण यह सेलुलर डायनेमिक्स का अध्ययन करने के लिए भी उनके उपयोग की अनुमति देता है, जबकि स्टेम कोशिकाओं के भेदभाव प्रगति पर है Qdots एसपीआईओ / एमआरआई की तुलना में स्टेम कोशिकाओं के साथ प्रयोग के लिए एक छोटा ट्रैक रिकॉर्ड है और पूरे जानवरों में उन्हें ट्रैक करने के लिए विशेष उपकरण की आवश्यकता के कारण अब तक इन विट्रो में उपयोग किया गया है।

जेनेटिक नियंत्रण के लिए न्यूक्लियोटाइड डिलीवरी

डीएनए या सीआरएनए का उपयोग कर जेनेटिक नियंत्रण, स्टेम कोशिकाओं में सेलुलर फ़ंक्शंस नियंत्रित करने के लिए विशेषकर उनके भेदभाव के निर्देशन के लिए एक उपयोगी उपकरण के रूप में उभर रहा है।पारंपरिक रूप से प्रयुक्त वायरल वैक्टर, जैसे रेट्रोवायरस को बदलने के लिए नैनोकणों का उपयोग किया जा सकता है, जो कि पूरे जीवों में जटिलता पैदा करने जैसे कि कैंसर के लिए प्रेरित उत्परिवर्तनीय उत्परिवर्तनों में निहित हैं। नैनोकैक्टिक्स स्टेम कोशिकाओं के अभिकर्मक के लिए एक कम खर्चीली, और अधिक आसानी से प्रोड्यूबिल वेक्टर पेश करते हैं, जिसमें इम्यूनोजेसिसिटी, म्यूटजेसीटी या विषाक्तता का कम जोखिम होता है।

एक लोकप्रिय दृष्टिकोण डीएनए और आरएनए अणुओं के साथ बातचीत करने वाले cationic पॉलिमर का उपयोग करना है स्मार्ट पॉलिमर के विकास के लिए कमरा भी है, जैसे लक्षित डिलीवरी या

अनुसूचित रिलीज विभिन्न कार्यात्मक समूहों के साथ कार्बन नैनोट्यूब भी स्तनधारी कोशिकाओं में दवा और न्यूक्लिक एसिड डिलीवरी के लिए परीक्षण किया गया है, लेकिन स्टेम कोशिकाओं में उनका उपयोग काफी हद तक नहीं किया गया है। स्टेम सेल पर्यावरण का अनुकूलन स्टेम कोशिका अनुसंधान में अध्ययन का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र असाधारण वातावरण का है और सेल के बाहर की स्थितियों में भेदभाव, प्रवासन, आसंजन और अन्य गतिविधियों के नियंत्रण के लिए सिग्नल भेजे जाते हैं। बाह्य मैट्रिक्स (ईसीएम) , कोलेजन, एलिस्टिन और प्रोटीओग्लैकेन जैसे कोशिकाओं द्वारा स्राव अणुओं के होते हैं। इन उत्सर्जन और रसायन के निर्माण के गुणों को वे पैदा करते हैं, स्टेम सेल की गतिविधियों के लिए दिशा प्रदान करते हैं।

स्टेम सेल पर उनके प्रभावों का अध्ययन करने के लिए, ईसीएम की नकल करने वाले विभिन्न नमूनों वाले शीर्षलेखों के अभियंत्रण के लिए नैनोकणों का उपयोग किया गया है।

स्टेम सेल चिकित्सा के साथ सामना करना पड़ रहा एक प्रमुख जटिलता इंजेक्शन कोशिकाओं की विफलता रही है ताकि ऊतकों को लक्षित किया जा सके। नैनोस्केल स्कॉफॉल्ड्स इंजेग्रटिंग प्रक्रिया का सहयोग करके सेल अस्तित्व में सुधार नैनोफिबर्स सिंथेटिक पॉलिमर जैसे पाली (लैक्टिक एसिड) (पीएलए), या कोलेजन, रेशम प्रोटीन या चिटोजान के प्राकृतिक पॉलिमर से घूमते हैं, स्टेम और पूर्वज कोशिकाओं के संरेखण के लिए चैनल प्रदान करते हैं। अंतिम लक्ष्य यह निर्धारित करना है कि स्कैफोल्ड संरचना किस प्रकार स्टेम कोशिकाओं के उचित आसंजन और प्रसार को बढ़ावा देती है और स्टेम सेल ट्रांसप्लामेंट्स के लिए इस तकनीक का उपयोग करती है। हालांकि, ऐसा प्रतीत होता है कि नैनोफिबर्स पर विकसित कोशिकाओं के आकारिकी अन्य मीडिया पर विकसित कोशिकाओं से भिन्न हो सकता है, और कुछ विवो अध्ययनों की रिपोर्ट की गई है।

स्टेम सेल से नैनोपैर्टिकल विषाक्तता

सभी बायोमेडिकल खोजों के साथ, इन अनुप्रयोगों के लिए नैनोकणों का उपयोग विवो में (इंसानों में) को एफडीए के अनुमोदन की आवश्यकता है। स्टेम सेल अनुप्रयोगों के लिए नैनोकणों की क्षमता की खोज के साथ, नई खोजों का परीक्षण करने और नैनोपार्टिकल विषाक्तता में ब्याज बढ़ने के लिए नैदानिक ​​परीक्षणों की बढ़ती मांग आई है।

एसपीआईओ नैनोकणों की विषाक्तता का अध्ययन बड़े पैमाने पर किया गया है। अधिकांश भाग के लिए, वे विषाक्त नहीं दिखाई देते हैं, लेकिन एक अध्ययन ने स्टेम कोशिकाओं के भेदभाव पर एक प्रभाव का सुझाव दिया है। हालांकि, अभी भी कुछ अनिश्चितता है कि क्या विषाक्तता नैनोकणों या अभिकर्मक एजेंट / परिसर के कारण हुई थी। Qdots

के लिए विषाक्तता डेटा दुर्लभ है, लेकिन कौन से डेटा सभी सहमत नहीं हैंकुछ अध्ययन स्टेम सेल आकृति विज्ञान, प्रसार और भेदभाव पर कोई प्रतिकूल प्रभाव नहीं दिखाते हैं, जबकि अन्य असामान्यताओं की रिपोर्ट करते हैं नैनोकणों या लक्ष्य कोशिकाओं की विभिन्न रचनाओं के लिए परीक्षण के परिणामों में अंतर का कारण हो सकता है, इसलिए सुरक्षित और क्या नहीं है, और किस प्रकार के कोशिकाओं के लिए स्थापित करने के लिए अधिक शोध आवश्यक है। क्या ज्ञात है कि ऑक्सीकरण कैडमियम (सीडी 2 +) को कोशिकाओं के मितोचांद्रियता पर इसके प्रभाव के कारण विषाक्त हो सकता है Qdot डिग्रेडेशन के दौरान प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों के रिलीज से यह और भी जटिल है। कार्बन नैनोट्यूब आम तौर पर उनके आकार, आकार, एकाग्रता और सतह संरचना के आधार पर, जीनोटॉक्सिक प्रतीत होते हैं, और कोशिकाओं में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों के उत्पादन में योगदान दे सकते हैं।

नैनोकणों नए बायोमेडिकल तकनीकों के लिए उपकरण का वादा कर रहे हैं, उनके छोटे आकार और कोशिकाओं को घुसना करने की क्षमता के कारण। चूंकि अनुसंधान की प्रगति स्टेम सेल फ़ंक्शंस को नियंत्रित करने वाले कारकों के बारे में हमारे ज्ञान को जोड़ना जारी रखती है, यह संभावना है कि नैनोकणों के लिए स्टेम कोशिकाओं के साथ मिलकर नए अनुप्रयोगों की खोज की जाएगी। जबकि सबूत बताते हैं कि कुछ अनुप्रयोग दूसरों की तुलना में अधिक उपयोगी, या सुरक्षित होने के लिए निकलेगा, स्टेम सेल प्रौद्योगिकियों को बढ़ाने और सुधारने के लिए नैनोकणों का उपयोग करने के लिए बहुत अधिक संभावनाएं हैं। स्रोत: फेरेरा, एल एट अल 2008. नए अवसर: स्टेम कोशिकाओं में हेरफेर और ट्रैक करने के लिए नैनोटेक्नोलॉजीज का उपयोग। सेल स्टेम सेल 3: 136-146 doi: 10. 1016 / जे। स्टेम। 2008. 07. 020.