عنوان مقاله:
دستکاری و تغییر شکل مکانیکی سلول های لوسمی توسط سونوگرافی تک پرتو فرکانس بالا
Manipulation and Mechanical Deformation of Leukemia Cells by High-Frequency Ultrasound Single Beam
سال انتشار: 2022
رشته: پزشکی - بیوتکنولوژی
گرایش: سرطان شناسی - آنکولوژی - خون شناسی (هماتولوژی) - بیوتکنولوژی پزشکی
دانلود رایگان این مقاله:
دانلود مقاله دستکاری مکانیکی سلول های لوسمی
مشاهده سایر مقالات جدید:
IV. DISCUSSION
From the various studies, mechanosensitivity could be correlated with increased cytoskeletal forces [58]. Cell stiffness or deformability is governed by the cellular components and has been correlated with cell motility [59]. In particular, migratory cells with higher motility have been characterized by both a softer nucleus and cortex actin network [60], [61]. Comparing the relative deformability trends of measured cells under different acoustic peak pressures, we showed that Jurkat cells have larger relative deformability under each acoustic peak pressure. Especially under the acoustic peak pressure of 0.54 MPa, the Jurkat cell has higher relative deformability of 0.248. It implied that increasing acoustic pressure by increasing input voltage is able to cause area change of trapped and manipulated leukemia cells, and Jurkat cells demonstrated better mechanical properties, which fitted well with the results characterized in the previous literature that Jurkat cells were softer [22], [58]. Moreover, after exposure to chemotherapy, acute lymphoblastic cell lines (HL-60 and Jurkat) possessed increased stiffness [62]. A study on stiffness/deformability of lymphocytes in chronic lymphocytic leukemia (CLL) patients measured by AFM showed decreased stiffness compared to cells from healthy donors [63]. Another study investigated the relationship between cell cycle (G0 versus G1) and stiffness of cells in CML patients; however, it did not show a consistent trend due to high variations between patients [64]. In this study, the less deformable cells showed less cell mechanical sensitivity under the same acoustic peak pressure. Based on the definition of Young’s modulus, stress and strain are needed to be measured. In the acoustic tweezer system, the accurate value of acoustic radiation force on the cells is hard to be calibrated; hence, the stress is unknown but kept as a constant value as the same acoustic pressure was applied during the deformation test. Thus, the strain could directly reflect the relative value of Young’s modulus. To allow us to compare with the existing methods (e.g., AFM and optical tweezer), in the future, we will explore and investigate the relative axial strain to study Young’s modulus by utilizing our developed acoustic tweezer system, which will allow us to further study the relationship between cell deformability and cell stiffness, and we will also focus on using our developed acoustic tweezer system to apply chemical drugs in the leukemia cells to see the therapeutic effect. To date, the relationship between the pathology of different leukemia types and cell stiffness remains a matter of debate. Thus, our developed acoustic tweezer technique will inspire more studies and investigations in actin cytoskeletal dynamics and the underlying mechanism of signaling activation in adaptive immune response in the body, which will have a good influence on the study of human immune response and vaccine development.
(دقت کنید که این بخش از متن، با استفاده از گوگل ترنسلیت ترجمه شده و توسط مترجمین سایت ای ترجمه، ترجمه نشده است و صرفا جهت آشنایی شما با متن میباشد.)
IV. بحث
از مطالعات مختلف، حساسیت مکانیکی می تواند با افزایش نیروهای اسکلت سلولی مرتبط باشد [58]. سفتی یا تغییر شکل سلولی توسط اجزای سلولی کنترل می شود و با تحرک سلول در ارتباط است [59]. به طور خاص، سلول‌های مهاجر با تحرک بالاتر با هسته نرم‌تر و شبکه اکتین قشر [60]، [61] مشخص شده‌اند. با مقایسه روند تغییر شکل‌پذیری نسبی سلول‌های اندازه‌گیری شده تحت فشارهای اوج صوتی مختلف، نشان دادیم که سلول‌های Jurkat تغییر شکل‌پذیری نسبی بیشتری تحت هر فشار اوج آکوستیک دارند. به خصوص تحت فشار اوج آکوستیک 0.54 مگاپاسکال، سلول Jurkat دارای تغییر شکل نسبی بالاتر 0.248 است. این نشان می‌دهد که افزایش فشار صوتی با افزایش ولتاژ ورودی می‌تواند باعث تغییر ناحیه سلول‌های لوسمی به دام افتاده و دستکاری شده شود، و سلول‌های Jurkat خواص مکانیکی بهتری را نشان دادند، که به خوبی با نتایج مشخص‌شده در ادبیات قبلی که سلول‌های Jurkat نرم‌تر بودند مطابقت داشت [22] ، [58]. علاوه بر این، پس از قرار گرفتن در معرض شیمی درمانی، رده های سلولی لنفوبلاستیک حاد (HL-60 و Jurkat) دارای سفتی افزایش یافته بودند [62]. مطالعه‌ای روی سفتی/تغییر شکل‌پذیری لنفوسیت‌ها در بیماران لوسمی لنفوسیتی مزمن (CLL) که با AFM اندازه‌گیری شد، کاهش سفتی را در مقایسه با سلول‌های اهداکنندگان سالم نشان داد [63]. مطالعه دیگری رابطه بین چرخه سلولی (G0 در مقابل G1) و سفتی سلول ها را در بیماران CML بررسی کرد. با این حال، به دلیل تغییرات زیاد بین بیماران، روند ثابتی را نشان نداد [64]. در این مطالعه، سلول‌های کمتر تغییر شکل‌پذیر، حساسیت مکانیکی سلولی کمتری را تحت فشار اوج آکوستیک یکسان نشان دادند. بر اساس تعریف مدول یانگ، تنش و کرنش برای اندازه گیری مورد نیاز است. در سیستم موچین صوتی، مقدار دقیق نیروی تشعشع صوتی روی سلول‌ها به سختی قابل کالیبره کردن است. از این رو، تنش ناشناخته است، اما به عنوان یک مقدار ثابت نگه داشته می شود، زیرا همان فشار صوتی در طول آزمایش تغییر شکل اعمال شد. بنابراین، کرنش می تواند به طور مستقیم مقدار نسبی مدول یانگ را منعکس کند. برای اینکه بتوانیم با روش‌های موجود (مانند AFM و موچین نوری) مقایسه کنیم، در آینده، کرنش محوری نسبی را برای مطالعه مدول یانگ با استفاده از سیستم موچین صوتی توسعه‌یافته‌مان بررسی و بررسی خواهیم کرد، که به ما امکان می‌دهد مطالعه بیشتری داشته باشیم. رابطه بین تغییر شکل پذیری سلول و سفتی سلول، و ما همچنین بر روی استفاده از سیستم موچین صوتی توسعه یافته خود برای اعمال داروهای شیمیایی در سلول های لوسمی برای مشاهده اثر درمانی تمرکز خواهیم کرد. تا به امروز، رابطه بین آسیب شناسی انواع مختلف لوسمی و سفتی سلولی موضوع بحث باقی مانده است. بنابراین، تکنیک موچین صوتی توسعه‌یافته ما الهام‌بخش مطالعات و تحقیقات بیشتری در دینامیک اسکلت سلولی اکتین و مکانیسم زیربنایی فعال‌سازی سیگنال در پاسخ ایمنی تطبیقی در بدن خواهد بود، که تأثیر خوبی بر مطالعه پاسخ ایمنی انسان و توسعه واکسن خواهد داشت.
