پایش سلول‌های سرطانی به کمک نانوردیاب‌ها

به گزارش گروه علم و فناوری آنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، حساسیت بالا، حد تشخیص پایین و عدم نیاز به مراحل پیش آماده‌سازی طولانی و پیچیده از مهم‌ترین ویژگی‌های این روش است. این تحقیقات در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفته است. سرطان به عنوان دومین علت مرگ و میر در سراسر جهان است. بهترین گزینه برای کاهش مرگ و میر ناشی از سرطان، تشخیص آن در مراحل اولیه و قبل از گسترش سلول‌های سرطانی در بدن است.

در حال حاضر بیش از 80 درصد از سرطان‌ها فقط در مراحل پیشرفته تشخیص داده می‌شوند. تشخیص زود هنگام سرطان‌ نیاز به انجام غربالگری‌های گسترده، دقیق و ارزان در جوامع دارد‌. به همین دلیل تحقیقات گسترده‌ای به منظور یافتن روش‌هایی برای دستیابی به این هدف انجام گرفته است.
به گفته‌ی دکتر مسعود آیت‌اللهی مهرجردی، عضو هیات علمی دانشگاه اصفهان، هدف از انجام این طرح، یافتن روشی ساده، سریع، حساس و ارزان برای آشکارسازی سلول‌های سرطانی بر اساس زیست نشانگرهایی است که به صورت ویژه بر روی سلول‌های سرطانی بیان می‌شوند.

وی در تاکید ضرورت انجام این طرح عنوان کرد: «در حال حاضر، روش‌های متداول تشخیصی سرطان به دلیل پیچیدگی و هزینه‌های نسبتا بالا، قابلیت به کارگیری گسترده برای پایش سلامت تمام افراد جامعه را ندارند. به همین دلیل ارائه روشی با این قابلیت‌ها ضروری به نظر می‌رسد».
روش پیشنهادی در این طرح ویژگی‌های بیان شده برای غربالگری و حد تشخیص مطلوبی دارد .در واقع بر اساس نتایج حاصل شده، این روش قابلیت آشکار سازی و تشخیص حدود 10 سلول سرطانی را درنمونه‌های 60 میکرولیتری دارد.

آیت اللهی مهرجردی با بیان اینکه طرح حاضر در مقیاس آزمایشگاهی و به صورت برون‌تنی انجام شده است و هنوز راه طولانی در به کارگیری آن در تشخیص‌های کلینیکی وجود دارد، عنوان کرد: «امید است با توسعه‌ی این طرح، آن را در تشخیص زود هنگام و در نتیجه درمان به موقع سرطان‌ها و کاهش مرگ و میر ناشی از این بیماری به کار گرفت».

آیت‌اللهی مهرجردی در ادامه گفت: «استفاده از نانونقاط کربنی و آپتامرها به عنوان گزینشگر هوشمند نوکلئولین و دنبال کردن تغییرات فلوئورسانس به عنوان یکی از حساس‌ترین روش‌های تجزیه‌ای، از نوآوری‌های این طرح نسبت به مطالعات موجود است. زیست نشانگر نوکلئولین، پروتئینی غشایی است که در سلول‌های سرطانی نسبت به سلول‌های سالم بیش از حد بیان (‏‎overexpress‏) ‏می‌شود».

آیت‌اللهی مهرجردی در پایان توضیحاتی در خصوص نحوه‌ی ساخت و عملکرد این نانوردیاب بیان کرد و گفت: «در این کار تحقیقاتی، تغییرات شدت فلورسانس نقاط کوانتمی کربنی محصور شده با آپتامر AS1411 در حضور چند نوع سلول سرطانی، از جمله سلول‌های سرطان پستان و رحم، بررسی شده است. آپتامرAS1411 تک رشته کوتاه DNA است که با زیست نشانگر نوکلئولین به طور ویژه برهمکنش‌ می‌دهد. نقاط کوانتمی نیز، نانوذراتی با ابعاد کمتر از 10 نانومتر هستند که قابلیت نشر فلورسانس با بازده بالا را دارند».

وی در ادامه افزود: «در این کار پژوهشی، از نقاط کوانتمی کربنی ساخته شده به روش هیدروترمال استفاده شده است. مجاورت این نقاط کوانتمی با رشته‌های آپتامر و در نتیجه برهمکنش فیزیکی میان آن‌ها، منجر به خاموشی نسبی فلورسانس نانوردیاب مورد نظر می‌شود. با نزدیک شدن این نانوردیاب‌ها با سلول‌های سرطانی به نوکلئولین سطحی و برهمکنش آپتامرها با نوکلئولین، نانوردیاب آزاد شده و فلورسانس افزایش می‌یابد. گفتنی است که با افزایش تعداد سلول‌های سرطانی، شدت فلورسانس نقاط کربنی افزایش می‌یابد و تغییرات شدت فلورسانس یک افزایش خطی را در محدوده 10 تا 4500 سلول سرطان پستان موشی را در نمونه‌های 60 میکرولیتری نشان می‌دهد. جالب است که روند خطی مشابهی نیز برای سلول‌های سرطانی دیگر، مانند سلول‌های سرطانی تومور دهانه رحم (HeLa) و سرطان پستان انسان (MCF-7) مشاهده می‌شود».

حسن متقی، دانشجوی دکترای شیمی تجزیه دانشگاه اصفهان، و دکتر مسعود آیت اللهی مهرجردی، دانشیار شیمی تجزیه دانشگاه اصفهان، و پروفسور فیلیپ بووه، استاد بیولوژی مولکولی از مرکز تحقیقات سرطان لیون فرانسه، در انجام این تحقیقات همکاری داشته‌اند.