$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
البلعمة هي عملية خلوية أساسية تقوم بها الخلايا البلعمية المهنية المقيمة في الأنسجة ، مثل البلاعم والخلايا المتغصنة ، وكذلك الخلايا البلعمية غير المهنية ، مثل الخلايا الظهارية والخلايا الليفية ، التي تبتلع وتتحلل الجزيئات الغريبة. تستوعب هذه الخلايا وتقضي على الجزيئات الغريبة أو مسببات الأمراض أو الحطام الخلوي ، مما يساهم بشكل كبير في الدفاع المناعي وتوازن الأنسجة1. تبدأ هذه العملية بالتعرف على مسببات الأمراض أو الحطام أو الجسيمات من خلال مستقبلات التعرف على الأنماط (PRRs) ، مثل المستقبلات الشبيهة بالحصيلة (TLRs) ، والتي ترتبط بالأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض (PAMPs)2. يؤدي هذا التعرف إلى تكوين كوب بلعمي ، حيث تمتد نتوءات غشاء البلازما حول الجسيم المستهدف3. تلعب خيوط الأكتين دورا مهما في هذه الخطوة ، حيث تقود إعادة تشكيل الغشاء اللازمة لابتلاع الجسيمات4. بمجرد أن يتم إحاطة الجسيم في البلعمة ، يتم تشكيل حويصلة مرتبطة بالغشاء. يخضع البلعمة للنضج ، الذي يتميز بالاندماج مع الجسيمات الداخلية المبكرة ، ثم المتأخرة ، يليه دمج الجسيمات الحالة التي تحتوي على إنزيمات تحللمائي 5. يتم تنشيط هذه الإنزيمات ، مثل الكاثيبسين والليزوزيم والنوكليازات ، عن طريق التحمض داخل البلعمة ، والذي يحققه فراغ ATPase (V-ATPase) ، مما يؤدي إلى خفض الرقم الهيدروجيني إلى 4.5-5.5. تنتهي العملية المتدهورة بإفراز الخلايا من بقايا الخلية. يمكن أن تؤدي الاختلالات الوظيفية في هذه العملية الديناميكية والمعقدة إلى تحديات مناعية كبيرة6،7،8.
لتقييم العملية الخلوية المعقدة للبلعمة بدقة ، هناك حاجة إلى طرق محسنة وسهلة لمراقبة الأحداث الخلوية الرئيسية للبلعمة. تقليديا ، تتضمن طريقة مراقبة القياس الكمي للبلعمة تقنيات مثل تثبيت الخلايا البلعمية على فترات زمنية محددة مسبقا للتصور المجهري ، وقياس استيعاب الأهداف المسماة بالصبغة من خلال التصوير أو قياس التدفق الخلوي أو حساب عدد الخلايا المستهدفة المتبقية بعد مدة محددة من البلعمة ، ومع ذلك ، فإن هذه الطرق لا تلتقط التقلبات الدقيقة بالدقيقة التي تحدث أثناء عملية البلعمة9. علاوة على ذلك ، قد لا تعكس الطرق التي تعتمد على مؤشرات غير مباشرة مثل امتصاص الصبغة بدقة أحداث البلعمة الفعلية بسبب نقل الصبغة السلبيالمحتمل 10.
أحدثت التطورات الحديثة في تصوير الخلايا الحية وقياس التدفق الخلوي وتقنيات التلوين ثورة في قدرتنا على مراقبة البلعمة بدقة زمانية مكانية عالية. يتيح تصوير الخلايا الحية ، على سبيل المثال ، المراقبة المستمرة للعمليات الديناميكية مع تتبع الأحداث المتسلسلة11. يستخدم قياس التدفق الخلوي على نطاق واسع لتحليل خلايا الثدييات والكشف عن المؤشرات الحيوية في الأبحاث السريرية12. ومع ذلك ، فإن طرق FC التقليدية غير مجهزة لتقييم الخصائص المورفولوجية والمكانية للخلايا الفردية12. يعمل قياس التدفق الخلوي للتصوير (IFC) كبديل قوي يتيح جمع المعلومات التفصيلية من الخلايا المفردة. تجمع مؤسسة التمويل الدولية بين القدرات التحليلية لقياس التدفق الخلوي والتصوير عالي الدقة ، مما يسمح بتحليل الخلية المفردة بالتفاصيل المورفولوجية والمكانية. تستخدم الجسيمات المختلفة ، بما في ذلك حبات اللاتكس الفلورية ، والزيموسان APC ، والجسيمات النانوية الاصطناعية ، بشكل شائع لدراسة البلعمة ، مما يوفر رؤى حول مشاركة المستقبلات ، وتكوين البلعمة ، والاستجابات المناعية12.
على عكس التقنيات الكيميائية الحيوية التقليدية ، التي تعتمد عادة على تحليل نقطة النهاية ، يوفر تصوير الخلايا الحية مراقبة مستمرة وديناميكية للعمليات الخلوية. توفر هذه الطريقة دقة زمانية مكانية عالية والقدرة على مراقبة الأحداث المتسلسلة في البلعمة. نتيجة لذلك ، فهي أداة قوية لدراسة العملية المعقدة للبلعمة ، مما يسمح برؤى أكثر دقة وتفصيلا حول السلوكيات والآليات الخلوية13.
بالإضافة إلى التقدم في أنظمة التصوير ، هناك حاجة إلى جزيئات البلعمة الذكية التي يمكنها تسليط الضوء بوضوح على أحداث البلعمة ، لا سيما خطوات التحلل التي تحدث داخل البلعمة. غالبا ما تستخدم دراسات البلعمة جزيئات مثل حبات اللاتكس ، والزيموسان ، والبكتيريا ، والخلايا المبرمجة ، والجسيمات النانوية الاصطناعية لاستكشاف آليات مثل اشتباك المستقبلات ، وتكوين البلعمة ، والاستجابات المناعية. في حين أن هذه الجسيمات توفر رؤى قيمة ، إلا أن لها قيودا في تتبع عملية التحلل الكاملة أو التقييم المباشر لنضج البلعمة. على سبيل المثال ، حبات اللاتكس غير قابلة للتحلل البيولوجي ولا يمكنها إثبات التحلل ، بينما غالبا ما تتطلب الزيموزان والبكتيريا ملصقات معقدة وقد لا تنتج ملفات تعريف تحللمتسقة 14،15.
أظهرت دراستنا السابقة فائدة GB، وهي تركيبة أيورفيدا تقليدية تتكون أساسا من كبريتات الكالسيوم، كجسيم مثالي لدراسة نضوج البلعمةوتدهورها 16. يذوب GB بمرور الوقت داخل البيئة الحمضية للبلعمة ، مما يسمح بتصور واضح لتدهور الجسيمات. علاوة على ذلك ، فإن قدرة GB على تحفيز تكوين فجوة قوية تسهل التحقيق في المراحل المتميزة لنضج البلعمة ، من التكوين المبكر إلى التحمض والحل النهائي. على عكس الجسيمات الأخرى ، يلغي GB الحاجة إلى وضع العلامات الخارجية ، مما يوفر نظاما مستداما ذاتيا لدراسة دورة الحياة الكاملة للبلعمة ، مما يجعله نموذجا مثاليا لفهم ديناميكيات البلعمة والاضطرابات المرتبطةبها 16.
تقدم هذه الدراسة بروتوكولا موحدا وقابلا للتكرار مصمما لتقييم البلعمة الناجمة عن الجسيمات وتكوين الفجوة باستخدام Godanti Bhasma (GB) في كل من خطوط الخلايا البلعمية المهنية (RAW 264.7) وغير المهنية (HeLa و 3T3-L1). الهدف العام من هذه الطريقة هو توفير منصة قوية لدراسة آليات الامتصاص الخلوي ، والتكوين الحيوي الفراغي ، ومعالجة الجسيمات داخل الخلايا عبر أنواع الخلايا المختلفة. تم تعليق GB في DMEM بتركيز 10 مجم / مل ، ولضمان التوحيد ، سمح للجزيئات الأكبر حجما بالاستقرار بينما تم جمع الجزء العلوي للاستخدام التجريبي. بالنسبة لمقايسات قياس التدفق الخلوي ، تم زرع الخلايا بكثافة 2 × 105 خلايا لكل بئر في ألواح مكونة من 12 بئرا ، وأضيف 300 ميكرولتر من تعليق العمل GB إلى كل بئر. بالنسبة للتحليلات القائمة على التصوير ، تم زرع 5,000-10,000 خلية لكل بئر في ألواح 96 بئرا أو على شرائح الغرفة. تؤسس هذه الطريقة GB كنموذج موثوق به للتحقيق في تكوين الفجوة واستيعاب الجسيمات في أنواع الخلايا المتنوعة.