مشاهده ی مرگ سلولی با استفاده از نقاط کوانتومی

محققان دانشگاه Twente در هلند یک ابزار نقطه کوانتومی توسعه داده‌اند که می‌تواند فرآیند مرگ برنامه‌ریزی شده سلولی یا Apoptosis را شناسایی کرده و از آن تصویربرداری کند. این کار با هدف کمک به محققان برای درک بهتر چگونگی آغاز فرآیند مرگ سلولی توسط داروهای ضدسرطان صورت گرفته است.
دکتر Albert van den Berg و همکارانش این نانوروبشگر مرگ Apoptosis را با استفاده از نقاط کوانتومی که به شدت به پروتئین طبیعی Annexin V متصل می‌شود، توسعه داده‌اند. Annexin V به مولکولی با نام Phosphatidylserine که جزئی از غشای سلولی بوده و در مراحل اولیه Apoptosis در معرض محیط خارج از سلول قرار می‌گیرد، متصل می‌شود.
محققان دریافتند که زمانی که نقاط کوانتومی به Annexin V متصل شوند، روی سطح سلولی که در حال مرگ برنامه‌ریزی شده می‌باشد، جمع می‌شوند. با این حال کار کردن با سلول‌هایی که با Annexin V پوشیده شده‌اند، مشکل می‌باشد، زیرا در محلول به صورت خوشه درمی‌آیند. محققان دریافتند استفاده از نقاط کوانتومی پوشیده شده با پلی اتیلن گلیکول (PEG) می‌تواند مشکل خوشه‌ای شدن سلول‌ها را کاهش دهد. با این حال این محققان از روش دیگری استفاده نمودند. آنها از یک جفت مولکول اتصال‌دهنده که Annexin V و نقاط کوانتومی را پس از اتصال Annexin V به سطح سلول در حال مرگ، به هم پیوند می‌دهند، بهره بردند.
محققان برای انجام این کار، از استرپتاویدین و بیوتین استفاده کردند. این دو مولکول به صورت اختصاصی غیرمستقیم و با اشتیاق به یکدیگر متصل می‌شوند. آنها استرپتاویدین را به نقاط کوانتومی و بیوتین را به Annexin V متصل نمودند.
محققان برای آزمایش این روش، ابتدا سلول‌ها را در معرض عامل ضدسرطان camptothecin، که به عنوان ماده آغازگر مرگ سلولی شناخته شده است، قرار دادند. سپس Annexin V نشان‌دار شده توسط بیوتین را به سلول‌ها اضافه نموده و پس از یک تأخیر مناسب جهت اطمینان از اتصال Annexin V به مولکول‌های Phosphatidylserine موجود روی سطح سلول‌ها، نقاط کوانتومی نشان‌دار شده توسط استرپتاویدین را به مخلوط اضافه کردند. محققان 60 دقیقه بعد از سلول‌ها تصویربرداری کرده و توانستند سلول‌هایی را که در معرض مرگ سلولی برنامه‌ریزی شده قرار داشتند، با قطعیت نشان دهند.
سپس محققان نشان دادند که چون نقاط کوانتومی همانند سایر مواد رنگی با گذشت زمان کم‌رنگ نمی‌شوند، می‌توان از این نشان‌گرهای نانومقیاس برای پی‌گیری مرگ سلولی برنامه‌ریزی شده درون سلول زنده استفاده کرد. این ویژگی می‌تواند در مطالعه همزمان (بلادرنگ) با هدف کشف داروهای ضدسرطان جدید بسیار ارزشمند باشد.
جزئیات این کار در مقاله‌ای با عنوان:
"Quantum dots based probes conjugated to Annexin V for Photostable apoptosis detection and imaging"
در مجله Nano Letters منتشر شده است