پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

 

به گزارش مرکز روابط عمومی ستاد توسعه فناوری های پزشکی بازساختی و سلول های بنیادی، محققان دانشگاه نوتردام یک دستگاه جدید و خودکار ساخته اند که قادر به تشخیص گلیوبلاستوما، نوعی سرطان مغز با سرعت رشد بالا و غیرقابل درمان، در کمتر از یک ساعت است. معمولا بیماران گلیوبلاستوما 12 الی 18 ماه پس از تشخیص زنده می مانند. 

اساس تشخیص یک تراشه زیستی (بیوچیپ) است که از فناوری الکتروسینتیک برای شناسایی نشانگرهای زیستی یا گیرنده‌های فعال فاکتور رشد اپیدرمی (EGFRs) استفاده می‌کند که در برخی سرطان‌ها مانند گلیوبلاستوما بیش از حد بیان می‌شوند و در وزیکول‌های خارج سلولی یافت می‌شوند.

بر اساس این گزارش ، پروفسور هسوه-چیا چانگ، از گروه مهندسی شیمی و بیومولکولی نوتردام و نویسنده اصلی این مطالعه اذعان داشت: «وزیکول‌های خارج سلولی یا اگزوزوم‌ها، نانوذرات منحصربه‌فردی هستند که توسط سلول‌ها ترشح می‌شوند. آنها بزرگ هستند - 10 تا 50 برابر بزرگتر از یک مولکول - و دارای بار ضعیفی هستند. فناوری ما به طور خاص برای این نانوذرات طراحی شده است و از ویژگی های آنها به نفع ما استفاده می کند.» این تحقیق در Communications Biology به چاپ رسیده است.

محققان از دو جنبه با چالش مواجه بودند: 1) ایجاد فرآیندی که بتواند بین EGFRهای فعال و غیر فعال تمایز قائل شود، و 2) توسعه یک فناوری تشخیصی حساس و در عین حال انتخابی در تشخیص EGFRهای فعال بر روی وزیکول های خارج سلولی موجود در نمونه های خونی.

بر همین اساس، برای انجام این کار، محققان یک بیوچیپ ایجاد کردند که از یک حسگر ارزان قیمت الکتروسینتیک به اندازه سر خودکار استفاده می‌کند. با توجه به اندازه وزیکول های خارج سلولی، پادتن‌های روی حسگر می توانند پیوندهای متعددی را با یک وزیکول خارج سلولی ایجاد کنند. این روش به طور قابل توجهی حساسیت و انتخاب‌پذیری تشخیص را افزایش می دهد.

سپس نانوذرات سنتزی سیلیس، حضور EGFRهای فعال را بر روی وزیکول‌های خارج سلولی جدا شده نمایان می‌کنند، در حالی که بار منفی بالایی ایجاد می‌کنند. حضور وزیکول های خارج سلولی با EGFRهای فعال، تغییر در ولتاژ را به همراه دارد که نشان دهنده وجود گلیوبلاستوما در بیمار است.

این استراتژی سنجش بار، تداخل رایج در فناوری‌های حسگر فعلی را که از واکنش‌های الکتروشیمیایی یا فلورسانس استفاده می‌کنند، به حداقل می‌رساند.

بر اساس این گزارش، ساتیاجیوتی سناپاتی، دانشیار پژوهشی مهندسی شیمی و بیومولکولی نوتردام و یکی از نویسندگان این مطالعه، بیان می‌کند: «این سنسور الکتروسینتیک به ما اجازه انجام کارهایی را می‌دهد که ابزارهای تشخیصی دیگر قادر به انجام آن نیستند.  ما می‌توانیم مستقیماً خون را بدون هیچ گونه پیش‌تیماری برای جداسازی وزیکول‌های خارج سلولی به سیستم تزریق کنیم، زیرا این حسگر تحت تأثیر ذرات یا مولکول‌های دیگر قرار نمی‌گیرد. نویز کمی را نشان می‌دهد و حساسیت بیشتری را نسبت به سایر فناوری‌ها برای تشخیص بیماری فراهم می‌کند.»

در مجموع، این دستگاه شامل سه بخش است: یک رابط خودکار، یک نمونه اولیه از یک دستگاه قابل حمل که مواد را برای انجام آزمایش تزریق می کند، و بیوچیپ. هر آزمایش به یک بیوچیپ جدید نیاز دارد، اما رابط خودکار و نمونه اولیه، مجددا قابل استفاده هستند.

انجام هر آزمایش کمتر از یک ساعت طول می کشد و تنها به 100 میکرولیتر خون نیاز دارد. هزینه ساخت هر بیوچیپ کمتر از 2 دلار است.

اگرچه این دستگاه تشخیصی برای گلیوبلاستوما ساخته شده است، اما محققان می گویند می توان آن را برای انواع دیگر نانوذرات زیستی نیز استفاده کرد. این قابلیت، امکان شناسایی بیومارکرهای مختلف برای بیماری‌های دیگر توسط این تکنولوژی را فراهم می‌سازد. چانگ گفت که تیم تحقیقاتی در حال بررسی عملکرد این فناوری برای تشخیص سرطان لوزالمعده و اختلالات دیگر مانند بیماری های قلبی-عروقی، زوال عقل و صرع است.

چانگ گفت: «تکنیک ما مختص گلیوبلاستوما نیست، اما به دلیل کشنده بودن آن و عدم وجود آزمایش‌های غربالگری اولیه، شروع بررسی‌ها با آن اتفاق افتاد؛ زیرا امیدواریم که اگر تشخیص زودهنگام امکان پذیر باشد، شانس زنده مانی افزایش یابد.»

نمونه های خون برای آزمایش این دستگاه، توسط مرکز تحقیقات سرطان مغز در موسسه تحقیقات سرطان اولیویا نیوتن-جان در ملبورن استرالیا فراهم شد.

 

لینک خبر: