تیمی به سرپرستی دانشمندان از موسسه ملی علوم مواد در تسوکوبا، ژاپن، از تکنیک میکروسکوپ نیروی اتمی به عنوان یک ابزار بسیار دقیق برای اعمال نیرو در سطح سلول‌های سرطانی مختلف بهره‌مند شد.
در این روش، از کاوشگرهای نانومتری با نوک‌هایی به اندازه چند میلیاردمتر برای اندازه‌گیری و تصویربرداری نیروهایی که در سطح و درون سلول عمل می‌کنند، استفاده گردید. محققان از تکنیک‌های یادگیری ماشینی برای تجزیه و تحلیل و مدل‌سازی نیروهای اندازه‌گیری شده استفاده نمودند.
همچنین، با بهره‌گیری از روش‌های تثبیت و رنگ‌آمیزی، تأثیر اعوجاج نیرو بر ساختارهای داخلی سلول، میکروتوبول‌ها، و رشته‌های اکتینی که اسکلت سلول را تشکیل می‌دهند، مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این تحقیق در نشریه “Science and Technology of Advanced Materials” منتشر شده است، طبق اعلام ستاد توسعه فناوری نانو.
جون ناکانیشی، یکی از نویسندگان مقاله مرتبط با این پروژه و سرپرست گروه مکانیک شناسی در موسسه ملی علوم مواد، در این زمینه اظهاراتی داشته است:
سلول‌ها مواد هوشمندی هستند که می‌توانند با محرک‌های شیمیایی و مکانیکی مختلف از محیط اطراف خود سازگار شوند. این توانایی برای انطباق به مکانیسم های بازخورد سریع برای سالم و دست نخورده نگه داشتن سلول متکی است و شواهد روزافزونی وجود دارد که نشان می‌دهد شکست این پاسخ سلولی زمینه ساز طیفی از بیماری‌ها از جمله دیابت، پارکینسون، حملات قلبی و سرطان است.
تاکنون، تحقیقات مرتبط با پاسخ‌های سلولی با استفاده از روش‌های محدودی انجام شده‌اند. به عنوان مثال، برخی از این روش‌ها نیازمند مجهز کردن سلول‌ها با حسگرها هستند که این باعث محدود شدن به اندازه‌گیری بخش کوچکی از پاسخ می‌شود.
هونژین وانگ، یکی از محققان این پروژه، اظهار کرد:
ما یک روش منحصر به فرد برای لمس کردن یک سلول در مقیاس نانو اختراع کردیم که به ما این امکان را می‌دهد تا توزیع نیرو روی یک سلول کامل را با وضوح نانومتری نگاشت کنیم.
این مطالعه نشان داد که نیروهای کششی و فشاری در بین الیاف اکتین و میکروتوبول‌ها درون سلول توزیع می‌شوند تا شکل سلول را حفظ کنند. هنگامی که محققان عملکرد تحمل نیرو در الیاف اکتین را غیرفعال کردند، متوجه شدند که حتی هسته نیز در مقابله با نیروهای خارجی نقش دارد و این یافته نقش ساختار داخلی هسته را در پاسخ به استرس سلولی برجسته می‌کند.
سلول‌های سرطانی در مقابل فشرده‌سازی خارجی انعطاف‌پذیرتر بودند
تیم تحقیقاتی همچنین پاسخ‌های سلول‌های سالم و سلول‌های سرطانی را مقایسه نمودند. نتایج نشان داد که سلول‌های سرطانی نسبت به سلول‌های سالم، در مقابل فشرده‌سازی خارجی انعطاف‌پذیرتر بودند و احتمال مرگ سلولی در پاسخ به محرک خارجی کمتر بود.
این یافته‌ها نه تنها ماهیت پیچیده مکانیک پاسخ‌های استرس داخلی سلول را مشخص می‌کند، بلکه کشف تفاوت‌های پاسخ در سلول‌های سرطانی ممکن است به عنوان یک راه جدید برای تشخیص بین سلول‌های سالم و سلول‌های سرطانی مورد استفاده قرار گیرد.
[منبع خبرآنلاین]
