محققان دانشگاه صنعتي اصفهان موفق به طراحي و ساخت بيوسنسور DNA (حسگر زيستي) سرطان خون بر پايه نانوذرات اصلاح‌شده طلا شدند كه مي‌تواند در كمتر از 20 دقيقه بر اساس توالي خاص ژن عامل سرطان خون، اين بيماري را شناسايي كند. به اين بهانه با دكتر علي‌اصغر انصافي، استاد دانشكده شيمي دانشگاه صنعتي اصفهان و برگزيده گروه علوم پايه هفدهمين جشنواره تحقيقاتي علوم پزشكي رازي، به عنوان طراح و سازنده اين حسگر زيستي گفت‌وگو كرديم.

به طور كلي چه عاملي باعث گسترش سرطان خون در بدن بيمار مي‌شود و براي شناسايي اين نوع سرطان چه روش‌هاي مرسومي وجود دارد؟

سرطان مزمن خون، باعث افزايش گلبول‌هاي سفيد خون در مغز استخوان مي‌شود. اين سلول‌هاي سرطاني از مغز استخوان به خون راه يافته و غدد لنفاوي و ديگر ارگان‌ها نظير جگر و طحال را تحت تاثير قرار مي‌دهد. در نهايت سرطان مزمن خون باعث اضمحلال مغز استخوان ‌شده و ميزان ايمني بدن را شديدا كاهش مي‌دهد.اين نوع سرطان عموما در سنين بالاي 45 سال ايجاد مي‌شود. روش‌هاي متفاوتي نظير بررسي وضعيت گلبول‌هاي سفيد خون همراه با تست مغز استخوان در تشخيص اين بيماري استفاده مي‌شود. منتها اين روش‌ها موقعي جواب مي‌‌دهد كه بيماري پيشرفت زيادي كرده باشد.

ويژگي روشي كه شما ارائه كرده‌ايد كدام است؟ آيا چنين كاري در دنيا تاكنون انجام شده است؟

ويژگي اين حسگر تشخيص سرطان و حساسيت بسيار زياد آن است. حساسيت بالا باعث مي‌شود تا قبل از پيشرفته‌ و فراگيرشدن اين بيماري بتوان آن را تشخيص داد. به اين ترتيب تشخيص زماني انجام مي‌شود كه هنوز علائم بيماري در شخص ظهور نكرده است. به‌طور كلي از آنجا كه سنسورهاي DNA داراي حساسيت بالا در تشخيص كيفي و كمي گونه‌هاي هدف است، ارائه روش‌هاي انتخابي بر پايه تشخيص DNA در تحقيقات علوم زيستي و تشخيص بيماري‌هاي ژنتيكي از اهميت بالايي برخوردار است.

كار ساخت اين بيوسنسور را از چه زماني شروع كرده‌ايد و در حال حاضر در چه مرحله‌اي هستيد؟

از حدود 2 سال پيش شروع شد. در حال حاضر نمونه آزمايشگاهي آن با موفقيت كامل ساخته‌شده و تست‌هاي لازم را گذرانده است.

آن‌طور كه اشاره كرديد استفاده از سنسورهاي DNA باعث مي‌شود تا اين حسگر بيماري را پيش از آن كه در بدن به طور گسترده‌اي پخش شود، تشخيص دهد. براي اين كار چه فرآيندي طي مي‌شود؟

در اين بيوسنسور، تك‌رشته‌اي از DNA عامل بيماري سرطان مزمن خون را جدا كرده و روي سطح نانوذرات طلا به عنوان بستر قرار داديم كه اين تك‌رشته DNA به سرعت مي‌تواند زوج خود را در نمونه‌ خون بيماران تشخيص دهد. از آنجا كه DNA هميشه دورشته‌اي است، هنگامي كه بتوان DNA گونه مورد شناسايي را به صورت تك‌رشته‌اي از يكديگر جدا كرد، در واقع يك سنسور حساس تشخيصي ساخته شده است، چرا كه انتخابگري و حساسيت بسيار بالايي در تك‌رشته‌اي جداشده وجود دارد كه فقط نسبت به رشته‌ جدا شده‌ خود حساسيت نشان داده و تنها با آن ممزوج مي‌شود.تك‌رشته‌ DNA سرطان مزمن خون كه بر بستر نانوذرات طلا قرار داده شده به محض برخورد با رشته‌ مشابه خود كه در نمونه آزمايشي بيماران وجود دارد تغيير رفتار مي‌دهد.در اين فرآيند بيوسنسور طراحي شده داراي بستري بر پايه نانوذرات طلاست كه حاوي DNA تك رشته‌اي عامل بيماري سرطان مزمن خون است و از آنجا كه هيچ رشته‌اي از DNA همانند اثر انگشت به يكديگر شباهت ندارد هيچ‌گونه خطايي در تشخيص تك‌رشته‌اي عامل سرطان مزمن خون در نمونه‌هاي آزمايشي بيماران وجود نخواهد داشت.

چرا در طراحي اين بيوسنسور از نانوذرات طلا استفاده شده است و اهميت اجراي اين طرح از لحاظ علمي، اقتصادي و... را در چه مواردي خلاصه مي‌كنيد؟

به دليل پايدارشدن تك‌رشته DNA و عدم تخريب و حفظ فعاليت سنسور بايد DNA را روي نانوذرات طلاي قرار گرفته روي بستر طلا استفاده كرد.از نظر علمي اگر فناوري لازم به‌گونه‌اي پياده شود كه كه يك اپراتور آزمايشگاه براحتي بتواند آن را به كار گيرد، مي‌تواند تحول بزرگي در زمان تشخيص و مداواي اين بيماري ايجاد نمايد. در نتيجه از نظر اقتصادي نيز استفاده از آن بسيار راحت‌تر و اقتصادي خواهد بود.

آيا امكان توليد انبوه اين بيوسنسور وجود دارد؟ و به طور كلي استفاده از آن چه مزايايي به همراه دارد؟

بلي. همان‌گونه كه اشاره شد ويژگي اين حسگر تشخيص سرطان حساسيت و انتخابگري بسيار زياد است. حساسيت بالا باعث مي‌شود تا قبل از پيشرفت و فراگيرشدن اين بيماري بتوان آن را تشخيص داد؛ تشخيص بهنگامي كه هنوز علائم بيماري در شخص ظهور نكرده است.

پيش از اين به خبرگزاري‌ها گفته بوديد ژن‌هاي عامل بيماري سرطان خون در اثر جهش به وجود مي‌آيد، به طور كلي چه عواملي اين جهش‌ها را ايجاد مي‌كند؟

اين عوامل جهش‌زا را به طور كلي مي‌توان در مواردي همچون آلودگي هوا، دود سيگار، برخي ويروس‌ها، قرار گرفتن در مقابل تشعشعات برخي امواج الكترومغناطيس، قرار گرفتن در معرض مواد شيميايي و آلودگي‌ها خلاصه كرد.

همچنين اعلام كرده‌ايد به كمك اين بيوسنسور در مدت 20 دقيقه مي‌توان وجود يا عدم وجود سرطان را تشخيص داد، اما تشخيص با اين سرعت چگونه امكان‌پذير است؟

زمان لازم جهت ادغام شدن زوج (تك‌رشته)‌ DNA با DNA پروب حدود 20 دقيقه است كه زمان آناليز ناميده مي‌شود. از آنجا كه فرآيند تشخيص به كمك اين حسگر شامل همين مرحله مي‌شود در نتيجه به همين ميزان زمان احتياج داريم تا نتيجه مشخص شود.

درصد خطاي اين روش چقدر است؟ و آيا مي‌تواند به طور كلي جايگزين روش‌هاي ديگر تشخيصي سرطان خون شود؟

بسته به ميزان استفاده از يك سنسور در دفعات مختلف بين يك الي 70 بار استفاده كمتر از 10 درصد است.

انجام اين آزمايش به چه افرادي پيشنهاد مي‌شود؟

به افرادي كه در شهرهاي بزرگ يا در خانواده‌هايي كه افراد سيگاري حضور دارند، انجام تست مذكور را توصيه مي‌كنم.

با وجود چنين روشي چقدر مي‌توان به درمان بيماران مبتلا و افزايش اميد به زندگي آنها كمك كرد؟

از آنجا كه به كمك اين وسيله بيماري قبل از پيشرفت چشمگير قابل تشخيص خواهد بود، لذا معالجه بيمار بسيار سريع‌تر و كم‌هزينه خواهد بود.

طرحی كه بدون حمایت مانده است

خیلی جالب است كه به كمك یك حسگر زیستی بتوان بیماری مهم و خطرناكی همچون سرطان خون را آن هم در كمتر از 20 دقيقه در افراد مشكوك به ابتلا تشخیص داد، اما خیلی عجیب است كه چنین طرح كاربردی در حال حاضر در مرحله آزمایشگاهی آن هم به دلیل نبود بودجه متوقف مانده است.البته با انتقادهاي انصافی، وزارت بهداشت 8 میلیون تومان به دانشكده پزشكی اصفهان پرداخت کرده تا برای تكمیل این طرح صرف شود هرچند پس از یك سال تلاش، همين بودجه مختصر نيز هنوز به دست او و همكارانش نرسیده است.این در حالی است كه این طرح مثل طرح‌های دیگر می‌بایست پس از موفقیت در مرحله پروتوتایپ به فاز نیمه‌صنعتی و صنعتی وارد شود. ناگفته پیداست رسیدن به فازهای بعدی و در نهایت اجرایی‌شدن و در دسترس عموم قرار گرفتن این حسگر، وابسته به حمایت‌های مالی است، اما به گفته انصاری با وجودی كه اسپانسرهای ایتالیایی و سوئیسی بارها تمایل خود را برای حمایت از این طرح اعلام كرده‌اند متاسفانه حمایت داخلی تاكنون درحد صفر بوده است.به این ترتیب در شرایطی كه استفاده از این حسگر زیستی باعث می‌شود قبل از پیشرفت و فراگیرشدن سرطان خون بتوان آن را تشخیص داد و تشخیص زمانی انجام می‌شود كه هنوز علائم بیماری در شخص ظهور نكرده است به دلیل نبود بودجه، کاربرد آن در مرحله آزمایشگاهی باقی‌مانده است.



صفحه قبل 1 صفحه بعد