دانشمندان از آزمایش خونی رونمایی کرده‌اند که می‌تواند سرطان را قبل از ظاهر شدن در اسکن‌ها تشخیص دهد

به گزارش مجله خبری نگار،دانشمندان یک حسگر حساس به نور جدید توسعه داده‌اند که قادر به تشخیص مقادیر بسیار کم نشانگر‌های زیستی سرطان در خون است. همانطور که توسط Science Daily گزارش شد، این فناوری می‌تواند به طور بالقوه تشخیص زودهنگام سرطان و سایر بیماری‌ها را با استفاده از یک آزمایش خون معمول امکان‌پذیر کند.

نشانگر‌های زیستی پروتئین‌ها، قطعات DNA و سایر مولکول‌هایی هستند که می‌توانند وجود تومور، مرحله آن یا خطر ابتلا به بیماری را نشان دهند. با این حال، در مراحل اولیه بیماری، غلظت چنین مولکول‌هایی فوق‌العاده کم است و روش‌های تشخیصی سنتی همیشه قادر به تشخیص آنها نیستند.

هان ژانگ، نویسنده اصلی این مطالعه از دانشگاه شنژن، گفت: «حسگر ما نانوساختار‌های DNA را با نقاط کوانتومی و فناوری ویرایش ژن CRISPR ترکیب می‌کند تا سیگنال‌های ضعیف نشانگر زیستی را با استفاده از یک رویکرد مبتنی بر نور که به عنوان تولید هارمونیک دوم شناخته می‌شود، تشخیص دهد. در صورت موفقیت، این رویکرد می‌تواند به ساده‌سازی درمان بیماری، بهبود بالقوه میزان بقا و کاهش هزینه‌های کلی مراقبت‌های بهداشتی کمک کند.»

دانشمندان ادعا می‌کنند که این دستگاه قادر به تشخیص نشانگر‌های زیستی سرطان ریه در نمونه‌های بیمار در سطح زیر اتمولار بوده است - حتی با وجود تنها چند مولکول، سیستم یک سیگنال واضح و قابل اندازه‌گیری تولید کرد. این پلتفرم قابل برنامه‌ریزی است، بنابراین در آینده می‌توان آن را برای تشخیص ویروس‌ها، باکتری‌ها، سموم محیطی یا نشانگر‌های زیستی بیماری آلزایمر تطبیق داد.

به گفته ژانگ، این روش امکان آزمایش خون ساده برای سرطان ریه را برای تشخیص زودهنگام، حتی قبل از اینکه تومور در سی‌تی‌اسکن قابل مشاهده باشد، فراهم می‌کند. او تأکید کرد که این روش همچنین می‌تواند به توسعه درمان شخصی‌سازی‌شده کمک کند و به پزشکان اجازه دهد تا سطح نشانگر‌های زیستی را روزانه یا هفتگی کنترل کرده و اثربخشی درمان را ارزیابی کنند، نه اینکه ماه‌ها برای اسکن بعدی منتظر بمانند.

طبق این نشریه، اکثر آزمایش‌های فعلی برای افزایش غلظت کم مولکول‌ها نیاز به تقویت سیگنال شیمیایی دارند که این امر تجزیه و تحلیل را پیچیده و هزینه آن را افزایش می‌دهد. با این حال، سیستم جدید امکان تشخیص مستقیم نشانگر‌های زیستی را بدون مراحل تقویت اضافی فراهم می‌کند.

این روش بر اساس یک پدیده اپتیک غیرخطی به نام تولید هارمونیک دوم (SHG) است که نور را به تابشی با نصف طول موج تبدیل می‌کند. در این طرح، این فرآیند روی سطح یک نیمه‌رسانای دوبعدی - دی‌سولفید مولیبدن - رخ می‌دهد. برای قرار دادن دقیق اجزا، دانشمندان چهاروجهی‌های DNA - نانوساختار‌های هرمی ساخته شده از DNA - را ایجاد کردند. آنها نقاط کوانتومی را در فاصله‌ای دقیقاً مشخص از سطح دی‌سولفید مولیبدن نگه می‌دارند. نقاط کوانتومی میدان نوری محلی را تقویت کرده و شدت سیگنال SHG را افزایش می‌دهند.

فناوری CRISPR-Cas۱۲a برای شناسایی نشانگر‌های زیستی خاص استفاده می‌شود. هنگامی که پروتئین Cas۱۲a یک مولکول هدف را پیدا می‌کند، رشته‌های DNA که نقاط کوانتومی را در کنار هم نگه می‌دارند، می‌شکند. این امر منجر به کاهش قابل اندازه‌گیری سیگنال SHG می‌شود. از آنجا که این روش عملاً هیچ نویز پس‌زمینه‌ای ایجاد نمی‌کند، حتی در غلظت‌های بسیار پایین مولکول نیز به حساسیت بالایی دست می‌یابد.

دانشمندان برای ارزیابی اثربخشی آن، میکرو RNA‌ی miR-۲۱، یک نشانگر زیستی مرتبط با سرطان ریه، را انتخاب کردند. پس از آزمایش در محلول بافر، این سیستم بر روی سرم بیمار آزمایش شد. ژانگ بر نتایج عالی این حسگر تأکید کرد و نشان داد که ترکیب اپتیک، نانومواد و زیست‌شناسی می‌تواند یک استراتژی مؤثر برای ایجاد دستگاه‌های تشخیصی باشد. او همچنین خاطرنشان کرد که این حسگر RNA‌های مشابه را نادیده می‌گیرد و فقط نشانگر سرطان ریه هدف را شناسایی می‌کند.

دانشمندان قصد دارند در آینده این سیستم را کوچک‌سازی کنند. آنها قصد دارند یک نسخه قابل حمل از این دستگاه را بسازند که بتوان از آن در کنار تخت بیمار، در مراکز سرپایی یا در مناطقی با دسترسی محدود به مراقبت‌های پزشکی استفاده کرد.

در ۱۰ فوریه، ساینس دیلی در مورد توانایی سلول‌های ایمنی در توقف مبارزه با سرطان گزارشی منتشر کرد. طبق این نشریه، تحقیقات نشان داده است که وقتی سلول‌ها وارد محیط تومور می‌شوند، شروع به تولید مولکولی به نام CCL۳ می‌کنند که رشد تومور را تحریک می‌کند. دانشمندان می‌گویند این امر در بسیاری از انواع سرطان رایج است و می‌تواند به عنوان سیگنالی برای نظارت بر پیشرفت بیماری عمل کند.

منبع: iz