موفقیت محققان دانشگاه تهران در تشخیص فوری سرطان

به گزارش شفاآنلاین، از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو معاونت علمی و فناوری رییس جمهوری، حضور رشته های DNA ناشی از مرگ سلولی در خون، فرصت بسیار مناسبی برای شناسایی آن ها و تعیین تغییرات متیلاسیون (خصوصیتی که طی آن گروه های متیل به دلایل نامشخص روی بازهای سیتوزین DNA اضافه می شود) و درنهایت تشخیص زود هنگام سرطان است.

تغییر متیلاسیون در بخشی از توالی ژن به نام پروموتر ، باعث خاموش شدن و یا بیان آن ژن می شود، اگر این ژن نقش بازدارندگی در ایجاد تومور داشته باشد، متیله شدن پروموتر آن باعث خاموشی ژن ودر نتیجه ایجاد تومور و سرطان می گردد.

به گفته مهدی دادمهر، دانشجوی دکتری نانوبیوتکنولوژی دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران، از چالش های بسیار مهم برای شناسایی این تغییرات، مقدار بسیار پایین DNA در خون است که نیاز به سیستم تشخیصی بسیار حساس دارد. روش های معمولی که امروزه در دنیا استفاده می شود، عموما مبتنی بر تکثیر DNA بعد از پیش تیماری (تیمار بی سولفیت) است که منجر به تخریب بیش از نود درصد DNA مورد آزمایش می شود.

در این کار تحقیقاتی، با استفاده از یک نانو سامانه مبتنی بر کاوشگر فلورسنت، امکان شناسایی تغییرات متیلاسیون و حتی بصورت دقیق تر درصد متیلاسیون فراهم شده است.

حساسیت این نانوسامانه بسیار بالا است به نحوی که غلظت هایی در حد سه دهم فمتو مولار از DNA را شناسایی می کند. این میزان تا به امروز بهترین حد تشخیص در مقایسه با دیگر روش های مختلف گزارش شده در دنیا است.

در ساخت این نانوحسگر، از نانوذرات مغناطیسی اکسیدآهن با پوشش طلا استفاده شده است.

دادمهر در خصوص مزایای نتایج این طرح افزود: این نانوحسگر زیستی علاوه بر فراهم کردن امکان تشخیص زود هنگام سرطان، با تعیین نوع ژن متیله شده، امکان ژن درمانی هدفمند سرطان را نیز تسهیل می کند.

وی در تشریح عملکرد این نانوحسگر گفت:« ابتدا نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن با اندازه حدود 10 نانومتر ساخته و یک لایه طلا با ضخامت حدود 1.2 نانومتر روی آن احیا شد.

در حالی که خصوصیت مغناطیسی امکان جداسازی زیستی را فراهم می کند، لایه بسیار نازک طلا با حفظ خصوصیت رزونانس پلاسمون سطحی، باعث تثبیت تک رشته DNA حاوی گروه سولفیدریل، به عنوان کاوشگر روی سطح نانوذره می شود.

هنگامی که این نانوسامانه در معرض تک رشته های مکمل متیله و غیر متیله مربوط به ژن سرکوب کننده تومور قرار گیرد، با آن ها هیبرید( اتصال دو رشته DNA دارای توالی های مکمل) می شود. پس از اضافه شدن یک نشانگر فلورسنت (دیپریدامول) و واکنش آن با رشته های DNA، برای توالی های مختلف، رفتار فلورسنتی متفاوتی توسط نانوحسگر مشاهده می شود.

حضور گروه های متیل روی بازهای سیتوزین DNA، باعث کاهش فلورسنت می شوند. در حالی که عدم حضور آن ها نشر فلورسنت را افزایش می دهد.

با به کارگیری نانوحسگر طراحی شده در آزمایش نمونه حقیقی در سرم خون، کارایی آن حدودهشتاد درصد بود که نشان دهنده قدرت بالقوه آن برای تعیین مقادیر بسیار ناچیز DNA متیله در خون است.»

نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری مهدی دادمهر، دکتر مرتضی حسینی- عضو هیئت علمی دانشگاه تهران، دکتر سامان حسین خانی- عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس- و سایر همکارانشان است در مجله Biosensors and Bioelectronics (جلد 60، شماره 1، ماه آوریل، سال 2014، صفحات 35 تا 44) منتشر شده است