محققان دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به طراحی و ساخت بیوسنسور DNA (حسگر زیستی) سرطان خون بر پایه نانوذرات اصلاح‌شده طلا شدند که می‌تواند در کمتر از 20 دقیقه بر اساس توالی خاص ژن عامل سرطان خون، این بیماری را شناسایی کند. به این بهانه با دکتر علی‌اصغر انصافی، استاد دانشکده شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان و برگزیده گروه علوم پایه هفدهمین جشنواره تحقیقاتی علوم پزشکی رازی، به عنوان طراح و سازنده این حسگر زیستی گفت‌وگو کردیم.
به طور کلی چه عاملی باعث گسترش سرطان خون در بدن بیمار می‌شود و برای شناسایی این نوع سرطان چه روش‌های مرسومی وجود دارد؟
سرطان مزمن خون، باعث افزایش گلبول‌های سفید خون در مغز استخوان می‌شود. این سلول‌های سرطانی از مغز استخوان به خون راه یافته و غدد لنفاوی و دیگر ارگان‌ها نظیر جگر و طحال را تحت تاثیر قرار میدهد. در نهایت سرطان مزمن خون باعث اضمحلال مغز استخوان شده و میزان ایمنی بدن را شدیدا کاهش میدهد.
این نوع سرطان عموما در سنین بالای 45 سال ایجاد می‌شود. روش‌های متفاوتی نظیر بررسی وضعیت گلبول‌های سفید خون همراه با تست مغز استخوان در تشخیص این بیماری استفاده می‌شود. منتها این روش‌ها موقعی جواب میدهد که بیماری پیشرفت زیادی کرده باشد.
ویژگی روشی که شما ارائه کرده‌اید کدام است؟ آیا چنین کاری در دنیا تاکنون انجام شده است؟
ویژگی این حسگر تشخیص سرطان و حساسیت بسیار زیاد آن است. حساسیت بالا باعث می‌شود تا قبل از پیشرفته و فراگیرشدن این بیماری بتوان آن را تشخیص داد. به این ترتیب تشخیص زمانی انجام می‌شود که هنوز علائم بیماری در شخص ظهور نکرده است. به‌طور کلی از آنجا که سنسورهای DNA دارای حساسیت بالا در تشخیص کیفی و کمی گونه‌های هدف است، ارائه روش‌های انتخابی بر پایه تشخیص DNA در تحقیقات علوم زیستی و تشخیص بیماری‌های ژنتیکی از اهمیت بالایی برخوردار است.
کار ساخت این بیوسنسور را از چه زمانی شروع کرده‌اید و در حال حاضر در چه مرحله‌ای هستید؟
از حدود 2 سال پیش شروع شد. در حال حاضر نمونه آزمایشگاهی آن با موفقیت کامل ساخته‌شده و تست‌های لازم را گذرانده است.
آن‌طور که اشاره کردید استفاده از سنسورهای DNA باعث می‌شود تا این حسگر بیماری را پیش از آن که در بدن به طور گسترده‌ای پخش شود، تشخیص دهد. برای این کار چه فرآیندی طی می‌شود؟
در این بیوسنسور، تک‌رشته‌ای از DNA عامل بیماری سرطان مزمن خون را جدا کرده و روی سطح نانوذرات طلا به عنوان بستر قرار دادیم که این تک‌رشته DNA به سرعت می‌تواند زوج خود را در نمونه خون بیماران تشخیص دهد. از آنجا که DNA همیشه دورشته‌ای است، هنگامی که بتوان DNA گونه مورد شناسایی را به صورت تک‌رشته‌ای از یکدیگر جدا کرد، در واقع یک سنسور حساس تشخیصی ساخته شده است، چرا که انتخابگری و حساسیت بسیار بالایی در تک‌رشته‌ای جداشده وجود دارد که فقط نسبت به رشته جدا شده خود حساسیت نشان داده و تنها با آن ممزوج می‌شود.
تک‌رشته DNA سرطان مزمن خون که بر بستر نانوذرات طلا قرار داده شده به محض برخورد با رشته مشابه خود که در نمونه آزمایشی بیماران وجود دارد تغییر رفتار میدهد.
در این فرآیند بیوسنسور طراحی شده دارای بستری بر پایه نانوذرات طلاست که حاوی DNA تک رشته‌ای عامل بیماری سرطان مزمن خون است و از آنجا که هیچ رشته‌ای از DNA همانند اثر انگشت به یکدیگر شباهت ندارد هیچ‌گونه خطایی در تشخیص تک‌رشته‌ای عامل سرطان مزمن خون در نمونه‌های آزمایشی بیماران وجود نخواهد داشت.
چرا در طراحی این بیوسنسور از نانوذرات طلا استفاده شده است و اهمیت اجرای این طرح از لحاظ علمی، اقتصادی و... را در چه مواردی خلاصه می‌کنید؟
به دلیل پایدارشدن تک‌رشته DNA و عدم تخریب و حفظ فعالیت سنسور باید DNA را روی نانوذرات طلای قرار گرفته روی بستر طلا استفاده کرد.
از نظر علمی اگر فناوری لازم به‌گونه‌ای پیاده شود که که یک اپراتور آزمایشگاه براحتی بتواند آن را به کار گیرد، می‌تواند تحول بزرگی در زمان تشخیص و مداوای این بیماری ایجاد نماید. در نتیجه از نظر اقتصادی نیز استفاده از آن بسیار راحت‌تر و اقتصادی خواهد بود.
آیا امکان تولید انبوه این بیوسنسور وجود دارد؟ و به طور کلی استفاده از آن چه مزایایی به همراه دارد؟
بلی. همان‌گونه که اشاره شد ویژگی این حسگر تشخیص سرطان حساسیت و انتخابگری بسیار زیاد است. حساسیت بالا باعث می‌شود تا قبل از پیشرفت و فراگیرشدن این بیماری بتوان آن را تشخیص داد؛ تشخیص بهنگامی که هنوز علائم بیماری در شخص ظهور نکرده است.
47301
نظر شما