به گزارش روابط‌عمومی دانشکده داروسازی دانشگاه علوم پزشکی تهران، ژورنال کلاب گروه زیست مواد دارویی با عنوان " نانوویال‌ها (Nanovials): انقلابی نوین در مطالعات  بیولوژی تک‌سلولی و کشف داروهای زیستی" 2 دی ۱۴۰4 به ارائه دکتر پارسا دخانی دستیار تخصصی گروه زیست مواد دارویی دانشکده داروسازی اختصاص یافت.

چکیده ژورنال کلاب دکتر دخانی به شرح زیر است:

ضرورت عبور از آنالیز توده‌ای به تک‌سلولی ناهمگونی‌های بیولوژیک (Biological Heterogeneity) در جمعیت‌های سلولی، مانع اصلی در درک صحیح رفتارهای سلولی در روش‌های آنالیز توده‌ای (Bulk) است .اگرچه روش‌های تک‌سلولی موجود مانند فلوسایتومتری استاندارد (FACS) برای بررسی مارکرهای سطحی بسیار قدرتمند هستند، اما در ارزیابی «عملکرد سلولی» (مانند ترشح پروتئین‌ها یا برهم‌کنش‌های سلولی) دارای محدودیت‌های جدی می‌باشند. سایر روش‌های میکرواستروفلوئیدیک نیز اغلب نیازمند تجهیزات پیچیده، گران‌قیمت و جریان کاری دشوار هستند که دسترسی به آن‌ها را محدود می‌کند.

معرفی فناوری نانوویال

نانوویال‌ها محفظه‌های هیدروژلی میکروسکوپی با حجم زیر نانولیتر (Sub-nanoliter) هستند که به عنوان یک «آزمایشگاه روی ذره» (Lab on Particle) عمل می‌کنند. این ذرات که معمولاً از جنس پلیمرهای زیست‌سازگار مانند PEG و ژلاتین ساخته می‌شوند، دارای حفراتی برای جای‌گیری سلول‌های منفرد هستند55. ساختار هیدروژلی نانوویال‌ها محیطی شبیه به ماتریکس خارج سلولی را فراهم کرده و از خشک شدن سلول جلوگیری می‌کند.

مکانیسم عملکرد و مزیت‌های کلیدی

●سازگاری با تجهیزات موجود: بزرگترین مزیت نانوویال‌ها، قابلیت استفاده از آن‌ها در دستگاه‌های فلوسایتومتری و سورترهای استاندارد (مانند BD FACSAria یا Sony SH800) است و نیازی به خرید تجهیزات جدید نیست.

● حفاظت از حیات سلولی (Viability): قرارگیری سلول درون حفره نانوویال، آن را از تنش‌های برشی (Shear Stress) ناشی از عبور از نازل دستگاه فلوسایتومتری محافظت می‌کند. مطالعات نشان داده‌اند که حیات سلولی پس از سورت با نانوویال به طور معناداری بالاتر از حالت آزاد است.

● سنجش ترشحات سلولی: سطح نانوویال‌ها می‌تواند با آنتی‌بادی‌های جذب‌کننده (Capture Antibodies) عامل‌دار شود. این امر اجازه می‌دهد تا پروتئین‌های ترشحی (مانند IgG یا سایتوکاین‌ها) دقیقاً در مجاورت همان سلول ترشح‌کننده به دام بیفتند و از پدیده Cross-talk جلوگیری شود.

کاربردهای نانوویال در صنعت بیوتکنولوژی

1. کشف آنتی‌بادی‌های مونوکلونال: نانوویال‌ها امکان غربالگری میلیون‌ها سلول B یا پلاسماسل را برای شناسایی سلول‌هایی که آنتی‌بادی با بالاترین میل ترکیبی (High Affinity) و اختصاصیت ترشح می‌کنند، فراهم می‌سازند.

2.  توسعه سلول‌درمانی (Cell Therapy): این فناوری در ارزیابی پتانسیل سلول‌های CAR-T، بررسی میزان ترشح سایتوکاین‌ها و انجام تست‌های کشتن سلول توموری (Killing Assays) کاربرد دارد.

3. بررسی برهم‌کنش‌های سلولی: با استفاده از نانوویال‌ها می‌توان برهم‌کنش جفت‌های سلولی (مانند سلول T و سلول هدف) را در مقیاس انبوه مطالعه کرد.

نتیجه‌گیری

فناوری نانوویال با ترکیب مزایای میکرواستروفلوئیدیک و سرعت بالای فلوسایتومتری، امکان انجام آنالیزهای عملکردی پیچیده را بر روی جمعیت‌های میلیونی سلول‌ها فراهم کرده است. این ابزار با کاهش هزینه‌ها و حذف نیاز به تجهیزات اختصاصی، مسیر کشف داروهای نوین و توسعه درمان‌های مبتنی بر سلول را هموار می‌سازد.