ساخت نانوبیوسنسوری برای تشخیص ساده و سریع دو بیومارکر بیماری عفونی «سپسیس»

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، پژوهشی که به تازگی در قالب رساله دکتری مرجان ملک محمدی، به راهنمایی علی حسین رضایان استاد گروه نانوبیوتکنولوژی و بیومیمتیک دانشکده مهندسی علوم زیستی و علی ابویی میریزی دانشیار گروه مهندسی پزشکی این دانشکده و به مشاوره حسین نادری منش و زهرا واعظی اساتید دانشگاه تربیت مدرس انجام شده است، به طراحی، ساخت و ارزیابی نانو بیوسنسور تشخیص دو بیومارکر بیماری عفونی سپسیس پرداخته است.

این محققان توانستند نانو بیوسنسوری مبتنی بر کاغذ میکروسیال طراحی و ارزیابی کنند که بتواند دو بیومارکر CRP و IL-۶ بیماری سپسیس را به صورت موفقیت‌آمیزی شناسایی و تعیین کمیت کند.

علی حسین رضایان در ارتباط با اهمیت پژوهش در حوزه سپسیس و بیماری‌های عفونی، گفت: سپسیس یک وضعیت تهدیدکننده است که در آن سموم تولید شده توسط میکروارگانیسم‌های عامل عفونت باعث بروز پاسخ‌های سیستمیک می‌شوند.

وی ادامه داد: عامل ایجاد سپسیس می‌تواند باکتری‌های گرم منفی، بعضی باکتری‌های گرم مثبت، بعضی قارچ‌ها و ویروس‌ها باشد که البته در این بین، بخش اعظم سپسیس توسط باکتری‌های گرم منفی ایجاد می‌شود. سپسیس شایع‌ترین علت مرگ‌ومیر در بخش‌های مراقبت‌های ویژه بیمارستانی است و در افراد مبتلا به بیماری‌های زمینه‌ای و افراد دارای سیستم ایمنی ضعیف بویژه در نوزادان و افراد با کهولت سن دیده می‌شود. سازمان بهداشت جهانی (WHO) اعلام کرده است که مرگ‌ومیر سالانه در سراسر جهان به دلیل سپسیس حدود ۶ میلیون نفر است که اکثر این مرگ‌ومیر‌ها قابل پیشگیری هستند.

به گفته وی، امروزه شناسایی و تشخیص صحیح و به موقع سپسیس، به عنوان یک چالش باقی مانده است. استفاده از نانوزیست‌حسگر‌ها به عنوان ابزار‌های تشخیصی مزایایی از جمله مقدار بسیار کم نمونه، توانایی جداسازی و ردیابی با تفکیک بالا، و سرعت بالای تشخیص دارد.

استاد دانشگاه تهران در خصوص راهکار نوین تشخیصی گفت: «بیوسنسور وسیله یا کاوشگری است که یک عنصر بیولوژیکی مانند آپتامر یا آنتی‌بادی را با یک جز الکترونیکی برای تولید یک سیگنال قابل اندازه‌گیری ادغام می‌کند. قطعه الکترونیکی اطلاعات مربوط به تغییرات فیزیولوژیکی یا وجود مواد شیمیایی یا بیولوژیکی مختلف در محیط را شناسایی، ثبت و انتقال می‌دهد.»

وی درباره یافته‌های این رساله پژوهشی، افزود: سامانه طراحی‌شده در این رساله دکتری شامل یک نانو بیوسنسور مبتنی بر آپتامر‌ها است که پتانسیل بالایی در تشخیص پروتئین‌های هدف را دارد. این نانوبیوسنسور کاملاً اختصاصی عمل می‌کند و دارای تکرارپذیری و پایداری بالایی است. در این سنسور از نانوذرات طلا استفاده شده است و آنها می‌توانند با خاصیت نوری ویژه‌شان در حالت‌های مختلف رنگ‌های متفاوتی ایجاد کنند.

رضایان خاطر نشان کرد: بر این اساس با بررسی رنگ نتایج میزان غلظت پروتئین هدف در پلاسما تعیین می‌شود. یکی از دستاورد‌های مهم این رساله این است که بدون نیاز به دستگاه‌های پیچیده و زمان‌بر، با انجام این تست تشخیص سریع و نسبتاً دقیق سپسیس امکانپذیر می‌شود و به تشخیص بالینی کمک شایانی می‌کند.

رضایان با بیان اینکه این پژوهش یک پژوهش میان‌رشته‌ای است، افزود: امروزه استفاده از مطالعات و فناوری‌های میان‌رشته‌ای اهمیت بسیار زیادی برای حل چالش‌های مختلف جامعه محسوب می‌شود، زیرا با تلفیق دانش و تخصص‌های مختلف، توانایی حل مسائل پیچیده امکانپذیر شده و دستیابی به یک راه حل جدید ممکن می‌شود.

وی اضافه کرد: در این پژوهش از اول با رویکرد میان رشته‌ای از تخصص‌های مختلف (شیمی، مهندسی پزشکی، نانوبیوتکنولوژی، بیوفیزیک، متخصص بیماری‌های عفونی و …) برای بررسی جوانب مختلف تحقیق استفاده شد و بخش کوچکی از این دستاورد در این رساله گزارش شده است و تحقیقات ما در این زمینه ادامه دارد و امیدواریم نتایج خوبی بدست آوریم.