الکتروپوریشن Electroporation یا الکتروترنسفرT استفاده از پالس های الکتریکی یا میدان الکتریکی برای ایجاد یک منفذ فیزیکی در غشای سلولی است. الکتروپوریشن برگشت ناپذیرIrreversible Electroporation ) IRE ) از سطوح بسیار بالاتری از میدان الکتریکی استفاده می کند و منافذی را در غشای سلول ایجاد می کند، اما این منافذ دائمی هستند و بسته نمی شوند. این منافذ دائمی همچنین بسیار بزرگ تر هستند و اجازه نشت آنزیم ها را می دهند، اجزای داخل سلول از بین می روند ( به نوعی نشت می کنند ) اما همچنین به یون های کلسیم اجازه ورود به سلول را می دهند که می تواند به میتوکندری سلول آسیب برساند و باعث مرگ سلولی شود.
... [مشاهده متن کامل]
یکی دیگر از کاربردهای بسیار جالب استفاده از الکتروپوریشن برگشت ناپذیر به عنوان درمانی برای از بین بردن تومورهای موضعی و جامد در بیماران سرطانی است. این کار با ایجاد منافذ دائمی در درون سلول های خود تومور انجام می شود که باعث می شود آنها بمیرند و از نظر فیزیکی از بین بروند. چند روش دیگر برای فرسایش وجود دارد. رادیوتراپی، مایکروویو درمانی یا کرایوتراپی، اما همه آنها متکی به انرژی حرارتی هستند، به این معنی که می توانید گرما را به مناطق اطراف منتقل کنید و به طور بالقوه به بافت اطراف آسیب رسانده و عوارضی را ایجاد کنید.
مکانیزم عمل:
با استفاده از میدان های الکتریکی پالسی بسیار کوتاه اما بسیار قوی، میکروپورها و نانوپورها در دولایه های فسفولیپیدی که غشاهای سلولی بیرونی را تشکیل می دهند، القا می شوند. دو نوع آسیب می تواند رخ دهد:
1. الکتروپوراسیون برگشت پذیر ( , Reversible Electroporation, RE ) : مسیرهای موقت و محدودی برای انتقال مولکولی از طریق نانوپورها تشکیل می شوند، اما پس از پایان پالس الکتریکی، انتقال متوقف می شود و سلول ها زنده می مانند. کاربردهای پزشکی، به عنوان مثال، معرفی موضعی داروهای سیتوتوکسیک داخل سلولی مانند بلئومایسین ( الکتروپوراسیون و الکتروشیمی درمانی ) است.
2. الکتروپوراسیون برگشت ناپذیر ( IRE ) : پس از درجه خاصی از آسیب به غشاهای سلولی توسط الکتروپوراسیون، نشت محتویات داخل سلولی بسیار شدید است یا بسته شدن مجدد غشای سلولی بسیار کند است و سلول های سالم و/یا سرطانی را به طور برگشت ناپذیری آسیب می بیند. آنها یا از طریق آپوپتوز یا از طریق مسیرهای نکروتیک القا شده توسط سلول داخلی می میرند، که مختص این تکنیک ابلیشن است.
باید اظهار داشت که اگرچه روش ابلیشن به طور کلی به عنوان آپوپتوز ( مرگ برنامه ریزی شده سلولی ) پذیرفته شده است، اما به نظر می رسد برخی یافته ها با مرگ سلولی آپوپتوز خالص در تضاد هستند و فرآیند دقیقی را که IRE از طریق آن باعث مرگ سلولی می شود، نامشخص می سازد. در هر صورت، همه مطالعات موافقند که مرگ سلولی یک مرگ القایی است که در آن سلول ها در یک دوره زمانی متغیر از ساعت ها تا روزها می میرند و مانند اکثر فناوری های ابلیشن به گرمایش شدید موضعی و ذوب بافت از طریق رسوب انرژی بالا متکی نیست ( به ابلیشن فرکانس رادیویی، ابلیشن مایکروویو، سونوگرافی متمرکز با شدت بالا HIFU ) .
با الکتروپوریشن برگشت ناپذیر، ما از انرژی الکتریکی بدون آن انرژی حرارتی استفاده می کنیم، بنابراین هیچ نگرانی در مورد انتشار گرما و آسیب رساندن به بافت اطراف نداشته باشید که به معنای عوارض کمتر است. مزیت دیگری که آنها با استفاده از الکتروپوریشن برای درمان تومورهای سرطانی دریافتند این است که تنها بر غشای سلولی تأثیر می گذارد و به بافت اطراف آسیب نمی رساند، این به دلیل کلاژن اضافی موجود در آنجا است. اولین الکتروپوریشن غیرقابل برگشت تایید شده بالینی برای از بین بردن تومورهای جامد موضعی در سال 2007 با استفاده از فناوری به نام NanoKnife انجام شد.
... [مشاهده متن کامل]
یکی دیگر از کاربردهای بسیار جالب استفاده از الکتروپوریشن برگشت ناپذیر به عنوان درمانی برای از بین بردن تومورهای موضعی و جامد در بیماران سرطانی است. این کار با ایجاد منافذ دائمی در درون سلول های خود تومور انجام می شود که باعث می شود آنها بمیرند و از نظر فیزیکی از بین بروند. چند روش دیگر برای فرسایش وجود دارد. رادیوتراپی، مایکروویو درمانی یا کرایوتراپی، اما همه آنها متکی به انرژی حرارتی هستند، به این معنی که می توانید گرما را به مناطق اطراف منتقل کنید و به طور بالقوه به بافت اطراف آسیب رسانده و عوارضی را ایجاد کنید.
مکانیزم عمل:
با استفاده از میدان های الکتریکی پالسی بسیار کوتاه اما بسیار قوی، میکروپورها و نانوپورها در دولایه های فسفولیپیدی که غشاهای سلولی بیرونی را تشکیل می دهند، القا می شوند. دو نوع آسیب می تواند رخ دهد:
1. الکتروپوراسیون برگشت پذیر ( , Reversible Electroporation, RE ) : مسیرهای موقت و محدودی برای انتقال مولکولی از طریق نانوپورها تشکیل می شوند، اما پس از پایان پالس الکتریکی، انتقال متوقف می شود و سلول ها زنده می مانند. کاربردهای پزشکی، به عنوان مثال، معرفی موضعی داروهای سیتوتوکسیک داخل سلولی مانند بلئومایسین ( الکتروپوراسیون و الکتروشیمی درمانی ) است.
2. الکتروپوراسیون برگشت ناپذیر ( IRE ) : پس از درجه خاصی از آسیب به غشاهای سلولی توسط الکتروپوراسیون، نشت محتویات داخل سلولی بسیار شدید است یا بسته شدن مجدد غشای سلولی بسیار کند است و سلول های سالم و/یا سرطانی را به طور برگشت ناپذیری آسیب می بیند. آنها یا از طریق آپوپتوز یا از طریق مسیرهای نکروتیک القا شده توسط سلول داخلی می میرند، که مختص این تکنیک ابلیشن است.
باید اظهار داشت که اگرچه روش ابلیشن به طور کلی به عنوان آپوپتوز ( مرگ برنامه ریزی شده سلولی ) پذیرفته شده است، اما به نظر می رسد برخی یافته ها با مرگ سلولی آپوپتوز خالص در تضاد هستند و فرآیند دقیقی را که IRE از طریق آن باعث مرگ سلولی می شود، نامشخص می سازد. در هر صورت، همه مطالعات موافقند که مرگ سلولی یک مرگ القایی است که در آن سلول ها در یک دوره زمانی متغیر از ساعت ها تا روزها می میرند و مانند اکثر فناوری های ابلیشن به گرمایش شدید موضعی و ذوب بافت از طریق رسوب انرژی بالا متکی نیست ( به ابلیشن فرکانس رادیویی، ابلیشن مایکروویو، سونوگرافی متمرکز با شدت بالا HIFU ) .
با الکتروپوریشن برگشت ناپذیر، ما از انرژی الکتریکی بدون آن انرژی حرارتی استفاده می کنیم، بنابراین هیچ نگرانی در مورد انتشار گرما و آسیب رساندن به بافت اطراف نداشته باشید که به معنای عوارض کمتر است. مزیت دیگری که آنها با استفاده از الکتروپوریشن برای درمان تومورهای سرطانی دریافتند این است که تنها بر غشای سلولی تأثیر می گذارد و به بافت اطراف آسیب نمی رساند، این به دلیل کلاژن اضافی موجود در آنجا است. اولین الکتروپوریشن غیرقابل برگشت تایید شده بالینی برای از بین بردن تومورهای جامد موضعی در سال 2007 با استفاده از فناوری به نام NanoKnife انجام شد.
