توسعه مولکول‌های جدیدی که می‌توانند در دارورسانی هدفمند استفاده شوند
دانشمندان هنوز با رمزگشایی فرایندهای خودسامانیِ مولکول‌ها و کنترل آنها فاصله دارند اما این دستاورد کاربردهایی نویدبخش در پزشکی و مهندسی دارد.
در دیجیاتو ثبت‌نام کنید
جهت بهره‌مندی و دسترسی به امکانات ویژه و بخش‌های مختلف در دیجیاتو عضو ویژه دیجیاتو شوید.
عضویت در دیجیاتوتازههای تکنولوژی
دانشمندان قدم مهمی برای حل یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های علم شیمی برداشته‌اند. آنها دریافته‌اند چگونه مولکول‌هایی خودسامان را برنامه‌ریزی کنند تا نتایجی مطلوب و قابل‌پیش‌بینی به دست بیاید.
این مولکول‌ها پتانسیل زیادی خواهند داشت؛ از سنسورهایی با قابلیت تشخیص و حساسیت بالا گرفته تا نسل آینده عامل‌های دارورسانی هدفمند.
تقریباً تمام اجزای سیستم‌های زیستی توانایی عالی و دقیقی برای خودسامانی دارند. این اجزا مولکول‌ها را دقیقاً به همان شیوه‌ای تولید می‌کنند که ارگانیسم‌های مختلف برای بقا و رشد در محیط‌های همواره متغیر به آنها نیاز دارند. البته باوجود پیشرفت‌های شگفت‌انگیز علمی، دانشمندان تقریباً هیچ‌چیزی درباره چگونگی عملکرد این فرایندها نمی‌دانند. چالش و فرصت شیمی‌دانان این است که این فرایندها را رمزگشایی کنند سپس کنترل آنها را در دست بگیرند و مولکول‌ها را برای اهدافی خاص برنامه‌ریزی کنند.
حالا گروهی از پژوهشگران دانشگاه‌های ایرلند و انگلیس موفق شده‌اند یک قدم به تحقق این اهداف نزدیک‌تر شوند.
توسعه مولکول‌های خودسامان
این دانشمندان توانسته‌اند لیگاندهایی مبتنی‌بر آمینواسید بسازند که ساختار خودسامانی آنها (پیش‌بینی‌پذیری و قابلیت تکثیرشان) به آمینواسیدهای استفاده‌شده بستگی دارد. (لیگاندها گروهی از مولکول‌ها یا یون‌ها هستند که با یک اتم فلز مرکزی پیوند برقرار کرده و ترکیب‌های پیچیده تشکیل می‌دهند.) آمینواسیدها اجزای سازنده حیات هستند و با هم ترکیب می‌شوند تا به پروتئین‌ها شکل دهند. توالی‌های مختلف آمینواسید در تولید انواع زیادی از پروتئین‌ها که میلیاردها کارکرد متفاوت دارند، شرکت می‌کنند.
درنتیجه، عجیب نیست که آمینواسیدهای مختلف خروجی‌های خودسامان گوناگونی می‌سازند؛ مثلاً گاهی ماده خروجی نرم و ژل‌مانند است و گاهی بسیار سخت‌تر اما این دانشمندان شگفت‌زده شده‌اند که توانستند فرایند و خروجی خودسامان را با انتخاب آمینواسیدهای مختلف کنترل کنند. آنها با اضافه‌کردن مولکول‌های دیگر، خصوصیات جالبی ساختند؛ برای مثال، اضافه‌کردن یون‌های لانتانید باعث تابناکی ترکیب حاصل می‌شود.
این دستاورد نویدبخش کاربردهای فراوانی، از سیستم‌های فوتونیک و اپتیک تا پزشکی و دارورسانی، دارد؛ برای مثال، وقتی بدن با بیماری مبارزه می‌کند، سطح آنزیم‌های کلیدی در بدن بالا می‌رود که منجر به تجزیه مولکول‌ها می‌شود. مواد حاصل از این تجزیه مولکولی ممکن است منجر به فعالیت‌هایی بشود که روی مکان و زمان پخش دارو در بدن تأثیر می‌گذارند. با کنترل این فرایند می‌توان از برخی عوارض جانبی داروهای غیرهدفمند جلوگیری کرد.
خاصیت تابناکی نیز اجازه می‌دهد پزشکان بتوانند فعالیت‌های درون بدن را درلحظه زیرنظر بگیرند. با استفاده از این خصوصیت، می‌توانند تعاملات منحصر به ناحیه‌ای را درون محیطِ زیستی خاصی نمایش بدهند. این خصوصیت ممکن است کاربردهایی در دستگاه‌های اپتوالکترونیکی نیز داشته باشد.
تاریخ علم و فناوری همواره عرصه نوآوری‌هایی «از بالا به پایین» بوده‌اند. در این نوآوری‌ها، دانشمندان از طبیعت الهام می‌گیرند و مواد و فرایندهای موجود در آن را برش می‌دهند و آنها را به‌گونه‌ای در ابعاد کوچک تنظیم می‌کنند که کاربردهایی دقیق‌تر و ویژه داشته باشند.
قابلیت خودسامانی موضوع پژوهشی بسیار هیجان‌انگیزی است که در آن مواد «از پایین به بالا» طراحی می‌شوند؛ مولکول‌ها به‌طور طبیعی به‌گونه‌ای گرد هم می‌آیند که یکی از نیازهای ما را برآورده کنند. هنوز در این حوزه به‌خوبی طبیعت عمل نمی‌کنیم اما این پژوهش فهم ما از عملکرد طبیعت در مقیاس نانو را بهبود می‌بخشد و امیدوارمان می‌کند که روزی از مولکول‌های خودسامان در کاربردهای پزشکی و مهندسی استفاده کنیم.
پژوهشگران نتایج مطالعه خود را در ژورنال Chem منتشر کرده‌اند.
برای گفتگو با کاربران ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید.