- ranging utawa label
- pangiriman
- scaffold / platform
Nanopartikel tartamtu wis dianggo wiwit taun 1990-an, kanggo aplikasi kayata perawatan kosmetik / kulit, pangiriman narkoba lan labeling. Eksperimen karo macem - macem jinis nanopartikel kayata titik-titik kuantum, nanotube karbon lan nanopartikel magnetik, ing sel somatik utawa mikroorganisme, wis nyedhiyakake latar mburi saka riset sel induk sing wis diluncurake. Kasunyatane, paten pisanan kanggo nyiapake nanofibers dicathet ing taun 1934. Serat kasebut bakal dadi pondasi scaffolds kanggo budaya sel stem lan transplantasi-luwih saka 70 taun sabanjure.
Nggambarake Stem Cells Nggunakake MRI lan SPIO Partikel
Panlitèn ing aplikasi nanopartikel kanggo pencitraan resonans magnetik (MRI) wis didhudhuk dening perlu kanggo nglacak terapi sel stem. Pilihan sing umum kanggo aplikasi iki yaiku nanopartikel superparamagnetik oksida (SPIO), sing nambah kontras saka gambar MRI.
Sawetara oksida wesi wis disetujoni dening FDA. Ing macem-macem jinis partikel dilapisi karo polimer sing beda ing njaba, biasane sing karbohidrat. Labeling MRI bisa dilakokake kanthi nempelake nanopartikel menyang permukaan sel induk utawa nyebabake partikel partikel dening sel induk liwat endositosis utawa fagositosis.
Nanopartikel wis mbiyantu nambahake kawruh kita babagan sel-sel stem migrasi ing sistem saraf.
Labeling Using Quantum Dots
Titik kuantum (Qdots) minangka kristal skala nano sing ngetokake cahya lan kalebu atom saka grup II-VI tabel périodik, asring migunakaké kadmium. Padha luwih apik kanggo nggambarake sel-sel tinimbang tèknik liya kayata pewarna, amarga saka fotostability lan umur panjang. Iki uga ngidini panggunaan kanggo sinau dinamika seluler nalika proses diferensiasi sel stem diproses.
Qdots duwe rekaman trek sing luwih cendhek kanggo nggunakake sel stem tinimbang SPIO / MRI lan mung digunakake ing vitro nganti saiki, amarga kebutuhan khusus kanggo trek kasebut ing kabeh kewan.
Pangiriman Nukléotida kanggo Kontrol Genetik
Kontrol genetik, sing nggunakake DNA utawa siRNA , muncul minangka piranti sing migunani kanggo ngontrol fungsi seluler ing sel punca, utamane kanggo ngarahake diferensiasi. Nanopartikel bisa digunakake kanggo ngganti vektor-vektor virus sing digunakake sacara tradisional, kayata retrovirus, sing disebabake nyebabake komplikasi ing kabeh organisme kayata nyebabake mutasi sing nuntun kanker. Nanopartikel nawakake vektor sing luwih murah, luwih gampang kanggo transfeksi sel stem, kanthi resiko imunogenisitas, mutagenisitas utawa keracunan.
Pendekatan populer yaiku nggunakake polimer kation sing sesambungan karo molekul DNA lan RNA. Ana uga ruang kanggo pangembangan polimer pinter , kanthi fitur kayata pengiriman sing ditargetake utawa release sing wis dijadwal . Nanotubes karbon kanthi kelompok-kelompok fungsional sing beda-beda uga wis dites kanggo ngirim obat lan nukleus asam menyang sel mamalia, nanging sing digunakake ing sel stem durung diselidiki kanggo sing gedhe.
Ngoptimalake Lingkungan Cell Stem
Area panelitèn sing penting ing panlitèn sel induk yaiku lingkungan ekstraselular lan kondhisi ing njaba sinyal ngirim sel kanggo ngontrol diferensiasi, migrasi, adhesion lan aktivitas liyane. Matriks ekstraselular (ECM) , kasusun saka molekul sing disekresi dening sel kayata kolagen, elastin, lan proteoglikan. Sifat-sifat ekskresi lan kimia ing lingkungan kasebut nyipta, menehi arah kanggo aktivitas sel induk.
Nanopartikel dipigunakaké kanggo njembaraké topografi kanthi pola sing béda-béda kanthi pola ECM, kanggo nyinaoni efek ing sel stem.
Komplikasi utama sing ditemoni karo terapi sel stem yaiku kegagalan sel sing disuntikake kanggo engraf jaringan target. Perancah nanoscale ningkatake daya tahan sel kanthi mbantu proses engrafting. Nanofibers dipintal saka polimer sintetik kayata poli (asam laktat) (PLA), utawa polimer alami kolagen, protein sutra utawa chitosan, nyedhiyakake saluran kanggo keselarasan sel-sel stem lan progenitor. Tujuan utama kanggo nemtokake komposisi scaffold sing paling apik yaiku kanggo ningkatake adhesion lan proliferasi sel-sel stem sing tepat lan nggunakake teknik iki kanggo transplantasi sel induk. Nanging, katon morfologi sel sing ditanam ing nanofibers bisa beda-beda saka sel sing ditanam ing media liyane, lan sawetara studi vivo wis dilapurake.
Keracunan Nanopartikel ke Sel Stem
Kaya kabeh panemuan biomedis, nggunakake nanopartikel kanggo aplikasi kasebut ing vivo (ing manungsa) mbutuhake persetujuan FDA. Kanthi panemon potensial saka nanopartikel kanggo aplikasi sel stem, wis teka tuntutan kanggo uji coba klinis kanggo nguji panemuan anyar lan nambah minat kanggo keracunan nanopartikel .
Keracunan nanopartikel SPIO wis dipelajari nganti wiyar. Kanggo sebagian, ora ana racun, nanging siji panaliten ngusulake efek ing diferensiasi sel stem. Nanging, ana uga sing durung mesthi yen keracunan disebabake dening nanopartikel utawa senyawa transfeksi / senyawa.
Data keracunan kanggo Qdots kurang , nanging data sing ana ora kabeh setuju. Sawetara panaliten ora nglaporake morfologi, proliferasi, lan diferensiasi sel stem, ananging ana uga sing nyatakake kelainan. Bentenipun ing asil test bisa dianggep minangka komposisi nanopartikel utawa sel target sing beda-beda, saengga luwih akeh panalitene dibutuhake kanggo netepake apa sing aman lan ora, lan kanggo jinis sel apa. Apa sing dikenal yaiku kadmium teroksidasi (Cd2 +) bisa beracun amarga efek ing mitokondria sel. Iki luwih rumit dening pelepasan spesies oksigen reaktif sajrone degradasi Qdot.
Nanotubes karbon biasane katon minangka genotoksik, gumantung saka wangun, ukuran, konsentrasi lan komposisi permukaan, lan uga nyumbangake generatif spesies oksigen reaktif ing sel.
Nanopartikel minangka piranti sing dipercaya kanggo teknik biomedis anyar, amarga ukurane cilik lan kemampuan kanggo nembus sel. Minangka panliten riset terus nambahake kawruh kita marang faktor-faktor sing ngontrol fungsi sel stem, kamungkinan aplikasi anyar kanggo nanopartikel, kanthi konsekuensi karo sel stem, bakal ditemokake. Nalika bukti nuduhake yen sawetara aplikasi bakal luwih migunani, utawa luwih aman tinimbang liyane, ana potensial gedhe kanggo nggunakake nanopartikel kanggo nambah lan nambah teknologi sel stem.
> Sumber:
> Ferreira, L. et al. 2008. Kesempatan anyar: Penggunaan nanotechnologies kanggo ngolah lan ngirangi sel stem. Cell Stem Cell 3: 136-146. doi: 10.1016 / j.stem.2008.07.020.