محیط کشت سلولی و طراحی دارو با روش‌های محاسباتی

کشت سلولی و طراحی دارو با روش‌های محاسباتی

اگر بخواهیم دید کلی نسبت به کشت سلولی داشته باشیم، کشت سلولی یعنی تکثیر سلول در شرایط آزمایشگاهی (In vitro) و خارج از بدن موجود زنده. برای کشت سلول، ابتدا از یک منبع سلولی مانند بدن موجود زنده، سلول‌ها را جدا کرده، سپس آنها را در محیط مغذی و شبیه‌سازی شده بدن، کشت می‌دهیم. با کمک کشت سلولی می‌توان در محیط آزمایشگاه، از تعدادی سلول به توده یا بافت سلولی دست پیدا کرد و با تغییر شرایط، رشد، تکثیر و یا حتی تمایز سلول‌ها را کنترل کرد.

نقش مطالعات In vitro و In vivo در تولید داروی نوترکیب

منظور از مطالعات In vitro مطالعه در شرایط آزمایشگاهی می‌باشد. برای مثال اگر بخواهیم اثر سمیت یک دارو بر بافت کبد را بررسی کنیم، می‌توانیم از تکنیک کشت سلول استفاده کنیم. حال اگر دارو را روی انسان آزمایش کنیم، مطالعات In vivo و اگر اثر دارو را بر روی سلول‌های محیط کشت بسنجیم، مطالعات از نوع In vitro خواهد بود.

اخلاق در مباحث دارویی

طبیعتا از مطالعات بر روی انسان به مراتب نتایج دقیق‌تری، نسبت به مطالعه بر روی محیط کشت به‌دست می‌آید. اما مشکل مهم در بحث استفاده از سلول‌های انسانی در پژوهش‌ها، مسائل اخلاقی و Ethics است. همچنین کنترل شرایط در مطالعات In vitro در مقایسه با مطالعات In vivo راحت‌تر است. به عبارت دیگر به راحتی می‌توان شرایط موجود بر سلول‌ها را، به شکل دلخواه تغییر داد و نتیجه تغییرات را بررسی کرد. از طرفی تغییرات سیستمی و یا همان شرایط طبیعی بدن یک موجود زنده (مانند انواع مولکول‌ها و ارتباطات بین سلولی) از شاخصه‌های مطالعات In vivo می‌باشد. با توجه به مباحث بیان شده، می‌توان به نقش مهم این پژوهش‌ها در حوزه طراحی دارو پی برد. شما می‌توانید جهت کسب اطلاعات مفید و به‌روز در حوزه طراحی دارو، میتوانید مقاله‌ی Biotechnology, Drug Discovery, and Biomedical Research In Silico: The State of the Art را با کلیک کردن روی این لینک مطالعه کنید.

شاخصه‌های محیط کشت

تا به اینجا در ارتباط با نقش کشت سلول در حوزه تولید و طراحی دارو، صحبت کردیم. در این بخش می‌خواهیم مشخصات یک محیط کشت مناسب را بررسی کنیم. اما سوال مهم این است که یک محیط آزمایشگاهی، چگونه می‌تواند مانند بدن موجود زنده رفتار کند؟ به عبارت دیگر محیط کشت سلول باید چه ویژگی‌هایی داشته‌باشد؟

مهم‌ترین ویژگی محیط کشت، وجود مواد مغذی و مورد نیاز جهت رشد و تقسیم سلول‌ها است. از اساسی‌ترین مواد مغذی مهمی می‌توان به انواع قندها، آمینواسیدهای ضروری و ویتامین‌ها اشاره کرد. علاوه بر اینها، باید شرایط محیطی مناسب جهت رشد و تکثیر سلول‌ها فراهم باشد. در واقع شرایط محیطی، باید مشابه شرایط فیزیولوژیک و طبیعی سلول باشد. وجود موادی مانند انواع بافرها، آنتی‌بیوتیک‌ها، هورمون‌ها و مولکول‌های تنظیم کننده شرایط سلول‌ها نیز، در مراحل رشد و تقسیم سلولی ضروری است. در نهایت انتظار داریم که سلول‌ها در شرایطی بهینه رشد کنند، تا بتوان از آنها در جهت اهداف پژوهشی یا تولیدی (نظیر طراحی دارو توسط بیوتکنولوژی) استفاده کرد.

طراحی دارو با روش‌های محاسباتی

با وجود تمام مزیت‌های گفته شده، پرواضح است که روش‌های آزمایشگاهی فرآیندهای زمان‌بر و هزینه‌بری هستند. حال در کنار روش‌های In vivo و In vitro به لطف علوم محاسباتی هم‌چون بیوانفورماتیک روش In Silico نیز ارائه شده است. این روش اشاره دارد به شبیه‌سازی محاسباتی برای سیستم‌های زیستی. مشخصا زمانی که از تکنیک‌های طراحی دارو با روش‌های محاسباتی استفاده میکنیم، شانس این را داریم که زمان و هزینه تحقیقات را به شدت کاهش بدیم.

حال اگر به دنبال یادگیری این روش‌های هستید ما دوره‌های طراحی داروی کمپ بیوانفورماتیک را به شما پیشنهاد میدهیم. شما میتوانید با کلیک کردن بر روی لینک‌های زیر در دوره‌های طراحی دارو با رویکرد بیوانفورماتیکی کمپ بیوانفورماتیک شرکت کنید.