تشخیص سریع «تب دنگی» با کمک زیست‌حسگر‌های الکتروشیمیایی

به گزارش مجله خبری نگار، تب دنگی یکی از مهم‌ترین بیماری‌های ویروسی منتقل‌شونده از طریق پشه در جهان به شمار می‌رود. این بیماری در گروهی از ویروس‌ها قرار می‌گیرد که به آنها «آربوویروس» گفته می‌شود، یعنی ویروس‌هایی که از طریق بندپایان، به‌ویژه پشه‌ها، میان انسان و حیوانات منتقل می‌شوند. در میان این ویروس‌ها، تب دنگی در کنار بیماری‌هایی مانند زیکا و چیکونگونیا از مهم‌ترین عوامل نگرانی‌های بهداشتی در بسیاری از مناطق جهان محسوب می‌شود. این بیماری عمدتاً در مناطق گرمسیری و نیمه‌گرمسیری شیوع دارد و شرایط اقلیمی این مناطق به گسترش پشه‌های ناقل کمک می‌کند. برآورد‌ها نشان می‌دهند که حدود ۳.۹ میلیارد نفر در بیش از ۱۲۰ کشور جهان در معرض خطر ابتلا به این بیماری قرار دارند؛ موضوعی که نشان‌دهنده گستردگی تهدید آن برای سلامت عمومی است.

علائم تب دنگی می‌تواند بسیار متنوع باشد. برخی افراد ممکن است بدون علامت خاصی به این ویروس آلوده شوند، اما در موارد دیگر بیماری می‌تواند با تب، درد شدید عضلات و مفاصل، سردرد و ضعف همراه باشد. در موارد شدیدتر نیز احتمال بروز عوارض خطرناکی مانند تب خونریزی‌دهنده دنگی یا سندرم شوک دنگی وجود دارد که می‌تواند جان بیمار را تهدید کند. این بیماری برای نخستین بار در قرن هجدهم در گزارش‌هایی از اپیدمی‌های مختلف در آسیا، آفریقا و آمریکای شمالی توصیف شد. به دلیل درد شدید عضلات و مفاصل، در گذشته به آن «تب شکستگی استخوان» نیز گفته می‌شد. امروزه تب دنگی به عنوان یکی از شایع‌ترین بیماری‌های منتقل‌شونده از طریق پشه شناخته می‌شود و تخمین زده می‌شود سالانه بین ۱۰۰ تا ۴۰۰ میلیون نفر در جهان به آن مبتلا شوند. به همین دلیل، توسعه روش‌های سریع و دقیق برای تشخیص این بیماری اهمیت زیادی دارد.

در همین راستا، مهسا کلانتر از دانشکده مهندسی علوم زیستی در دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان‌رشته‌ای دانشگاه تهران به همراه دو همکار دانشگاهی خود پژوهشی را درباره روش‌های نوین تشخیص این بیماری انجام داده‌اند. این پژوهش با تمرکز بر کاربرد فناوری زیست‌حسگر‌های الکتروشیمیایی در شناسایی سریع و دقیق تب دنگی انجام شده است. هدف این مطالعه بررسی ظرفیت فناوری‌های نوین برای بهبود روند تشخیص این بیماری و کاهش محدودیت‌های روش‌های متداول آزمایشگاهی بوده است.

این تحقیق به روش مروری انجام شده است. در چنین مطالعاتی، پژوهشگران به جای انجام آزمایش مستقیم، نتایج و یافته‌های تحقیقات علمی پیشین را جمع‌آوری و تحلیل می‌کنند تا تصویر جامعی از وضعیت علمی یک حوزه به دست آورند.

در این پژوهش، روش‌های مختلف تشخیص تب دنگی و فناوری‌های جدید زیست‌حسگری مورد بررسی قرار گرفته‌اند. پژوهشگران به‌ویژه بر زیست‌حسگر‌های الکتروشیمیایی تمرکز کرده‌اند. این حسگر‌ها ابزار‌هایی هستند که با استفاده از واکنش‌های شیمیایی و سیگنال‌های الکتریکی می‌توانند وجود مولکول‌های خاص مرتبط با بیماری را شناسایی کنند. روش‌هایی مانند ولتامتری، آمپرمتری، پتانسیومتری، طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و کرونوآمپرومتری از جمله تکنیک‌هایی هستند که در این نوع حسگر‌ها برای اندازه‌گیری سیگنال‌های الکتریکی به کار می‌روند.

نتایج بررسی‌های فوق که در «فصلنامه نانومقیاس» وابسته به انجمن نانوفناوری ایران منتشر شده‌اند، نشان می‌دهند تب دنگی همچنان یکی از تهدید‌های مهم برای سلامت عمومی در جهان است و تشخیص سریع آن نقش مهمی در مدیریت بیماری دارد. روش‌های رایج تشخیص این بیماری شامل آزمایش‌های ویروسی، روش‌های مولکولی و آزمایش‌های سرولوژیکی هستند که هر کدام اطلاعات ارزشمندی در اختیار پزشکان قرار می‌دهند. با این حال، بسیاری از این روش‌ها به تجهیزات پیشرفته آزمایشگاهی، زمان طولانی برای انجام آزمایش و هزینه‌های نسبتاً بالا نیاز دارند.

در مقابل، فناوری زیست‌حسگر‌های الکتروشیمیایی می‌تواند راه‌حلی مناسب برای رفع برخی از این محدودیت‌ها باشد. این فناوری‌ها قادرند وجود نشانگر‌های زیستی مربوط به ویروس را با سرعت و دقت بالا شناسایی کنند. علاوه بر این، این حسگر‌ها معمولاً کوچک‌تر، ساده‌تر و قابل حمل هستند و می‌توانند در شرایط مختلف مورد استفاده قرار گیرند. به همین دلیل، پژوهشگران معتقدند این ابزار‌ها می‌توانند به عنوان روش‌های تشخیصی مؤثر برای شناسایی تب دنگی به کار گرفته شوند.

بر اساس اطلاعات تکمیلی ارائه‌شده در این مطالعه، زیست‌حسگر‌های الکتروشیمیایی به دلیل ویژگی‌هایی مانند حساسیت بالا، دقت مناسب، سرعت پاسخ‌دهی و امکان استفاده آسان مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته‌اند. این ابزار‌ها می‌توانند در آینده به توسعه دستگاه‌های قابل حمل برای تشخیص سریع بیماری کمک کنند؛ موضوعی که به‌ویژه در مناطق دارای امکانات آزمایشگاهی محدود اهمیت زیادی دارد. با این حال، مسیر توسعه و تجاری‌سازی این فناوری هنوز با چالش‌هایی روبه‌رو است.

از جمله این چالش‌ها می‌توان به نیاز به بهینه‌سازی عملکرد حسگر‌ها برای افزایش دقت تشخیص، استفاده از نانومواد زیست‌سازگار برای تقویت سیگنال‌ها، افزایش تکرارپذیری نتایج و طراحی دستگاه‌های قابل حمل و کاربرپسند اشاره کرد. همچنین توسعه سامانه‌های خودکار که بتوانند چندین آزمایش را همزمان انجام دهند و داده‌ها را به‌صورت پیشرفته تحلیل کنند، از دیگر زمینه‌های تحقیقاتی در این حوزه است.

اما به اعتقاد مجریان این پژوهش، با پیشرفت سریع فناوری‌های نانویی و زیستی، انتظار می‌رود در سال‌های آینده این حسگر‌ها نقش مهم‌تری در تشخیص بیماری‌های عفونی ایفا کنند و به بهبود کنترل بیماری‌هایی مانند تب دنگی کمک کنند.