USC Viterbi Mühəndislik Məktəbinin tədqiqatçılarına görə hüceyrənin "bağırsaqlarını" dəyişdirmək üçün elektrik sahələrindən istifadə edən yeni texnologiya xərçəng və leykemiya kimi xəstəliklərin müalicə üsullarının təkmilləşdirilməsinə səbəb ola bilər.
Elektroperturbasiya adlanan texnologiya hüceyrələri cəmi onlarla nanosaniyə (saniyənin on milyardda biri) uzunluğunda elektrik impulslarına məruz qoyur, elektrik mühəndisi Tomas Vernier, texnologiyanın inkişafı üçün birgə araşdırma aparan müstəntiqin dediyinə görə.
Əsasən Hərbi Hava Qüvvələri Elmi Tədqiqatlar İdarəsi tərəfindən Ordu Tədqiqat Ofisinin əlavə maliyyəsi ilə dəstəklənən işin nəticələri bu gün Bostonda, Mass.
Nəbzlər o qədər qısa və intensivdir ki, onlar hüceyrənin xarici membranına zərər vermədən demək olar ki, aşkarlanmadan keçir, Vernier deyib. Lakin bu sürətlə yüksələn impulslar hüceyrənin hüceyrədaxili strukturlarına o qədər güclü zərbə vurur ki, onlar onun biokimyəvi tarazlığını kəskin şəkildə dəyişdirə və ya apoptoz kimi tanınan hüceyrə ölümünün başlanğıcını tətikləyə bilərlər.
"Əslində biz hüceyrəyə sadəcə nanosaniyəlik intervallarla minlərlə volt ötürürük" dedi USC Viterbi Məktəbinin İnformasiya Elmləri İnstitutunda mühəndislik üzrə menecer olan Vernier.
"Bu yüksək tezlikli impulslar o qədər qısadır ki, strukturunu dəyişmədən düz sitoplazmik membrandan keçir" dedi. "Lakin onlar hüceyrənin içini sarsıdıb, kifayət qədər güclü dozalarda verildikdə hüceyrəni özünü məhv etməyə sövq edir."
Yenə də kifayət qədər yeni tətbiq, nanosaniyəlik elektrik pulsasiyası "Ultra-qısa İmpuls Sistemlərinin Elektro Pertürbasiya Texnologiyası" və ya UPSET-dən istifadə edir.2001-ci ildən məktəbin elektrik mühəndisliyi bölməsində inkişaf etdirilən texnologiya layihənin əsas tədqiqatçısı, elektrik mühəndisliyi professoru Martin Gundersen tərəfindən təmin edilən qrantlar hesabına dəstəklənir.
Vernier və USC-nin Keck Tibb Məktəbinin elektrik mühəndisliyi, hüceyrə və neyrobiologiya şöbəsi və Cedars-Sinai Tibb Mərkəzindəki Biofotonika Laboratoriyasından olan tədqiqat qrupu leykemiyanı ifşa edərək UPSET texnologiyasını sınaqdan keçirib. hüceyrələri yüksək tezlikli elektrik sahələrinə.
Texnika adi T-hüceyrə müalicəsi ilə müqayisədə üstünlüklərə malikdir, Vernier dedi. Başlayanlar üçün o, qeyri-invazivdir və kontaktları və ya zondları birbaşa hüceyrələrə bağlamadan uzaqdan çatdırıla bilər. Ümid edirik ki, nanoelektrik impuls bir gün şişlərin cərrahi yolla çıxarılması və ya kimyaterapiya kimi zəhərli müalicə kimi prosedurları əvəz edə bilər.
Nanosaniyə pulsasiyası elektroporasiya adlanan köhnə texnika üzərində təkmilləşdirmədir, Vernier dedi. Elektroporasiya mikrosaniyələrdən millisaniyələrə qədər daha uzunmüddətli elektrik impulslarını verir. İmpulslar hüceyrənin xarici membranında deşiklər açır, lakin onlar həm də təsadüfən hüceyrəni qızardırlar.
Ultra-qısa elektrik impulsları hüceyrənin xarici membranını deşməyən və hüceyrəyə zərər verəcək qədər temperaturu yüksəltməyən daha qısa və yüksək tezlikli elektrik partlayışları verir. Bunun əvəzinə, Vernier dedi ki, gərginliyin sürətli artımı hüceyrənin nüvəsi və mitoxondri kimi daxili hissələrini xarici qabığını dəyişmədən sadəcə olaraq yenidən təşkil edir.
USC-nin Seaver Elm Mərkəzinin üçüncü mərtəbəsində Gundersenin laboratoriyasında işləyən Vernier hüceyrə ölümünə səbəb olan bioloji mexanizmləri öyrənmək üçün UPSET-dən istifadə edir.
Sağlam hüceyrələr qeyri-sağlam olduqda və ya sayı çox böyüdükdə avtomatik olaraq özünü məhv edir. Xərçəng hüceyrələri kimi mutasiyaya uğramış hüceyrələr özünü məhv etmək qabiliyyətini itirir və bunun əvəzinə sürətlə çoxalmağa başlayır. Beləliklə, Vernier və onun həmkarları hüceyrələrin necə reaksiya verdiyini görmək üçün müxtəlif nəbzlərə məruz qalan hüceyrələri zaplayırlar.
Məzaya məruz qaldıqdan sonra hüceyrələr membrana boyayan boyalarla müalicə olunur və daxili dəyişiklikləri müəyyən etmək üçün təsvir edilir. Vernierin komandası həmçinin texnologiyanın müxtəlif hüceyrə növlərinə təsirini öyrənir.
"Daha güclü nanosaniyə pulsasiya üçün çox mürəkkəb bərk cisimli mikro impuls generatoru, koaksial kabel və xüsusi qığılcım boşluğu açarı tələb olunur ki, bunların hamısını USC-də layihələndirir və yığırıq" dedi Vernier.
UPSET sisteminin ilkin müşahidələri göstərdi ki, nanosaniyəlik impulslar nəbz verildikdən sonra millisaniyələr ərzində hüceyrələrin içərisində kalsium partlayışları əmələ gətirir, Vernier bildirib.
"Bu vacibdir, çünki kalsium ionları hüceyrənin fizioloji mənzərəsi boyunca müxtəlif proseslərdə tənzimləyici xəbərçi kimi xidmət edir" dedi. “Biz xüsusi hüceyrədaxili strukturları dəyişdirmək üçün kalsium ionlarının buraxılmasından necə istifadə edə biləcəyimizi anlamaqda çox maraqlıyıq."
Texnologiya təkmilləşdikcə Vernier hesab edir ki, UPSET müxtəlif xəstəliklərin müalicəsi üçün daha praktik və rahat vasitə ola bilər. Bu texnologiya, həmçinin bir gün qeyri-sağlam hüceyrələri sağ altmağa və ya özlərini öldürməyə sövq edə biləcək digər bioloji cəhətdən ilhamlanmış nanomachinlərə gətirib çıxara bilər.
