السمية الخلوية
السمية الخلوية هي سمية الخلايا . ومن أمثلة العوامل السامة المعادن السامة والمواد الكيميائية السامة والسموم العصبية الميكروبية وجزيئات الإشعاع وحتى النواقل العصبية المحددة عندما يكون النظام خارج التوازن. كما أن بعض أنواع السموم ، مثل الأفعى المنتفخة ( Bitis arietans ) أو العنكبوت البني المنعزل ( Loxosceles reclusa )، سامة للخلايا.
فسيولوجيا الخلية
إن معالجة الخلايا بالمركب السام للخلايا قد تؤدي إلى مجموعة متنوعة من التوقعات. فقد تتعرض الخلايا للنخر ، حيث تفقد سلامة الغشاء وتموت بسرعة نتيجة لتحلل الخلايا . وقد تتوقف الخلايا عن النمو والانقسام النشط (انخفاض في قابلية الخلايا للبقاء)، أو قد تنشط الخلايا برنامجًا وراثيًا للموت الخلوي المتحكم فيه ( الموت الخلوي المبرمج ).
تتميز الخلايا التي تتعرض للنخر عادةً بتورم سريع، وفقدان سلامة الغشاء، وإيقاف عملية التمثيل الغذائي، وإطلاق محتوياتها في البيئة. لا تتمتع الخلايا التي تتعرض للنخر السريع في المختبر بالوقت أو الطاقة الكافية لتنشيط آلية موت الخلايا المبرمج ولن تعبر عن علامات موت الخلايا المبرمج. يتميز موت الخلايا المبرمج بأحداث خلوية وجزيئية محددة جيدًا بما في ذلك تغيير في معامل الانكسار للخلية، وانكماش السيتوبلازم، وتكثيف النواة وانقسام الحمض النووي إلى شظايا ذات أحجام منتظمة. تخضع الخلايا في المزرعة التي تخضع لموت الخلايا المبرمج في النهاية لنخر ثانوي. ستوقف عملية التمثيل الغذائي، وتفقد سلامة الغشاء وتتحلل. [1]
قياس
تستخدم صناعة الأدوية اختبارات السمية الخلوية على نطاق واسع للكشف عن السمية الخلوية في مكتبات المركبات. يمكن للباحثين إما البحث عن المركبات السامة للخلايا، إذا كانوا مهتمين بتطوير علاج يستهدف الخلايا السرطانية سريعة الانقسام، على سبيل المثال؛ أو يمكنهم فحص "النتائج" من فحوصات الأدوية عالية الإنتاجية الأولية بحثًا عن التأثيرات السامة للخلايا غير المرغوب فيها قبل الاستثمار في تطويرها كدواء. [2]
إن تقييم سلامة غشاء الخلية هو أحد أكثر الطرق شيوعًا لقياس قابلية الخلايا للبقاء والتأثيرات السامة للخلايا. غالبًا ما تؤثر المركبات التي لها تأثيرات سامة للخلايا على سلامة غشاء الخلية. عادةً ما يتم استبعاد الأصباغ الحيوية، مثل الأزرق التريبان أو يوديد البروبيديوم من داخل الخلايا السليمة؛ ومع ذلك، إذا تعرض غشاء الخلية للخطر، فإنها تعبر الغشاء بحرية وتلطخ المكونات داخل الخلايا. [1] بدلاً من ذلك، يمكن تقييم سلامة الغشاء من خلال مراقبة مرور المواد التي يتم عزلها عادةً داخل الخلايا إلى الخارج. يتم قياس جزيء واحد، لاكتات ديهيدروجينيز (LDH)، عادةً باستخدام اختبار LDH. يقلل LDH من NAD إلى NADH الذي يثير تغييرًا في اللون عن طريق التفاعل مع مسبار محدد. [3] تم تحديد المؤشرات الحيوية للبروتياز التي تسمح للباحثين بقياس الأعداد النسبية للخلايا الحية والميتة داخل نفس مجموعة الخلايا. لا يكون بروتياز الخلايا الحية نشطًا إلا في الخلايا التي تحتوي على غشاء خلوي سليم، ويفقد نشاطه بمجرد تعرض الخلية للخطر وتعريض البروتياز للبيئة الخارجية. لا يمكن لبروتيناز الخلايا الميتة عبور غشاء الخلية، ولا يمكن قياسه إلا في وسائط الثقافة بعد أن تفقد الخلايا سلامة أغشيتها. [4]
يمكن أيضًا مراقبة السمية الخلوية باستخدام بروميد 3-(4، 5-ثنائي ميثيل-2-ثيازوليل)-2، 5-ثنائي فينيل-2H-تيترازوليوم ( MTT ) أو مع 2،3-ثنائي-(2-ميثوكسي-4-نيترو-5-سلفوفينيل)-2H-تيترازوليوم-5-كاربوكسانيليد (XTT)، والذي ينتج منتجًا قابلًا للذوبان في الماء، أو اختبار MTS. يقيس هذا الاختبار إمكانية الاختزال للخلية باستخدام تفاعل قياس اللون. ستعمل الخلايا القابلة للحياة على تقليل كاشف MTS إلى منتج فورمازان ملون . كما تم تطوير اختبار مماثل قائم على الأكسدة والاختزال باستخدام الصبغة الفلورية، ريسازورين . بالإضافة إلى استخدام الأصباغ للإشارة إلى إمكانية الأكسدة والاختزال للخلايا من أجل مراقبة قابليتها للحياة، طور الباحثون اختبارات تستخدم محتوى ATP كعلامة على قابليتها للحياة. [1] تتضمن مثل هذه الاختبارات القائمة على ATP اختبارات التلألؤ الحيوي حيث يكون ATP هو الكاشف المحدد لتفاعل لوسيفيراز . [5]
يمكن أيضًا قياس السمية الخلوية عن طريق اختبار السلفورودامين ب (SRB)، واختبار WST، واختبار الاستنساخ .
يمكن الجمع بين الاختبارات المناسبة وإجراؤها بشكل متسلسل على نفس الخلايا من أجل تقليل النتائج الإيجابية الكاذبة أو السلبية الكاذبة الخاصة بالاختبار. ومن الممكن استخدام مزيج من LDH-XTT-NR (اختبار الأحمر المحايد)-SRB والذي يتوفر أيضًا في شكل مجموعة.
تعتمد الطريقة الخالية من العلامات لمتابعة الاستجابة السامة للخلايا الحيوانية الملتصقة في الوقت الفعلي على قياسات المعاوقة الكهربائية عندما يتم زراعة الخلايا على أقطاب كهربائية من غشاء ذهبي. يشار إلى هذه التقنية باسم استشعار معاوقة الخلية الركيزة الكهربائية (ECIS). توفر تقنيات الوقت الفعلي الخالية من العلامات حركية الاستجابة السامة للخلايا بدلاً من مجرد لقطة سريعة مثل العديد من اختبارات نقطة النهاية اللونية.
المواد التي تم تحديدها على أنها سامة للخلايا، وعادة ما تكون نفايات طبية حيوية ، غالبًا ما يتم تمييزها برمز يتكون من حرف كبير "C" داخل مثلث. [6] [7]
تنبؤ
يعد التنبؤ بالسمية الخلوية للمركبات الكيميائية بناءً على القياسات السابقة، أي الاختبار الحاسوبي ، موضوعًا بالغ الأهمية. [8] لهذا الغرض، تم اقتراح العديد من طرق الفحص QSAR والافتراضية . تم إجراء مقارنة مستقلة لهذه الطرق ضمن مشروع "علم السموم في القرن الحادي والعشرين". [9]
السرطان
تحتوي بعض العلاجات الكيميائية على عقاقير سامة للخلايا، والغرض منها هو التدخل في انقسام الخلايا. لا تستطيع هذه العقاقير التمييز بين الخلايا الطبيعية والخبيثة، ولكنها تمنع عملية انقسام الخلايا بشكل عام بهدف قتل الخلايا السرطانية قبل المضيف. [10] [11]
الجهاز المناعي
تصف السمية الخلوية المعتمدة على الأجسام المضادة (ADCC) قدرة بعض الخلايا الليمفاوية على قتل الخلايا ، والتي تتطلب تمييز الخلية المستهدفة بواسطة جسم مضاد . من ناحية أخرى، لا يتعين أن تكون السمية الخلوية المعتمدة على الخلايا الليمفاوية بواسطة الأجسام المضادة؛ ولا يجب أن تكون السمية الخلوية المعتمدة على المكمل (CDC)، والتي يتم التوسط فيها بواسطة نظام المكمل .
يتم التمييز بين ثلاث مجموعات من الخلايا الليمفاوية السامة :
انظر أيضا
مراجع
- ^ abc Riss TL, Moravec RA (فبراير 2004). "استخدام نقاط نهاية متعددة للاختبار للتحقيق في تأثيرات وقت الحضانة وجرعة السم وكثافة الطلاء في اختبارات السمية الخلوية القائمة على الخلايا". Assay Drug Dev Technol . 2 (1): 51–62. doi :10.1089/154065804322966315. PMID 15090210.
- ^ Gavanji S, Bakhtari A, Famurewa AC, Othman EM (يناير 2023). "النشاط السام للأدوية العشبية كما تم تقييمها في المختبر: مراجعة". الكيمياء والتنوع البيولوجي . 20 (2): 3-27. doi : 10.1002/cbdv.202201098 . PMID 36595710. S2CID 255473013.
- ^ Decker T, Lohmann-Matthes ML (نوفمبر 1988). "طريقة سريعة وبسيطة لتحديد كمية إطلاق لاكتات ديهيدروجينيز في قياسات السمية الخلوية ونشاط عامل نخر الورم (TNF)". J. Immunol. Methods . 115 (1): 61–9. doi :10.1016/0022-1759(88)90310-9. PMID 3192948.
- ^ Niles AL, Moravec RA, Eric Hesselberth P, Scurria MA, Daily WJ, Riss TL (يوليو 2007). "اختبار متجانس لقياس الخلايا الحية والميتة في نفس العينة من خلال الكشف عن علامات مختلفة للبروتيناز". Anal. Biochem . 366 (2): 197–206. doi :10.1016/j.ab.2007.04.007. PMID 17512890.
- ^ Fan F, Wood KV (فبراير 2007). "اختبارات التلألؤ الحيوي للفحص عالي الإنتاجية". Assay Drug Dev Technol . 5 (1): 127–36. doi :10.1089/adt.2006.053. PMID 17355205. S2CID 10261888.
- ^ Easty, AC; Coakley, N.; Cheng, R.; Cividino, M.; Savage, P.; Tozer, R.; White, RE (فبراير 2015). "التعامل الآمن مع المواد السامة للخلايا: توصيات إرشادية". علم الأورام الحالي . 22 (1): e27–e37. doi :10.3747/co.21.2151. ISSN 1198-0052. PMC 4324350. PMID 25684994 .
- ^ كابور، ماليني ر؛ بهوميك، كومار تاباس (2017). "توزيع الأدوية السامة للخلايا، والسلامة السامة للخلايا، وإدارة النفايات السامة للخلايا: الممارسات والمبادئ التوجيهية المقترحة الخاصة بالهند". المجلة الهندية لعلم الأورام الطبي وطب الأطفال . 38 (2): 190-197. doi : 10.4103/ijmpo.ijmpo_174_16 (غير نشط 1 نوفمبر 2024). ISSN 0971-5851. PMC 5582558. PMID 28900329 .
{{cite journal}}:CS1 maint: DOI غير نشط اعتبارًا من نوفمبر 2024 ( الرابط ) - ^ Dearden, JC (2003). "In silico prediction of drug poisonity". مجلة التصميم الجزيئي بمساعدة الحاسوب . 17 (2-4): 119-127. Bibcode :2003JCAMD..17..119D. doi :10.1023/A:1025361621494. PMID 13677480. S2CID 21518449.
- ^ "علم السموم في تحدي البيانات في القرن الحادي والعشرين" https://tripod.nih.gov/tox21/challenge/leaderboard.jsp
- ^ Priestman, TJ (1989). علاج السرطان الكيميائي: مقدمة . doi :10.1007/978-1-4471-1686-8. ISBN 978-3-540-19551-1. S2CID 20058092.
- ^ "كيف يتم استخدام العلاج الكيميائي لعلاج السرطان؟". www.cancer.org . تم الاسترجاع في 2021-06-28 .
روابط خارجية
- السموم الخلوية في المكتبة الوطنية الأمريكية للطب - العناوين الطبية (MeSH)
