طراحی نانوموتوری که سلول‌های سرطانی را از خون جدا می‌کند
به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، در سال ۲۰۱۶، نزدیک به ۲۵ هزار نفر در سراسر دنیا، جان خود را بر اثر بیماری سرطان خون از دست دادند. از طرفی، براساس آمار سازمان بهداشت جهانی(NIH)، هزینه اولیه درمان بیماران لوسمی برای هر نفر حدود ۳۶۰۰۰ دلار برآورد شده‌است.
جداسازی و اندازه‌گیری گونه‌های بیولوژیکی، از جمله سلول‌های سرطانی از نمونه‌های انسانی به کمک روش‌هایی نظیر فلورسانس، از پرهزینه‌ترین مراحل تشخیص و درمان بیماری است. با توجه به هزینه بالای این فرایند، ارائه روشی جایگزین به منظور کاهش هزینه مراحل درمانی ضروری به نظر می‌رسد.
زیست‌حسگرهای الکتروشیمایی برپایه گیرنده‌های زیستی (bio-receptor) همچون آنتی بادی‌ها و آپتامرها، به دلیل حساسیت بالا، قیمت مناسب و سهولت کار، یکی از بهترین گزینه‌ها جهت اندازه‌گیری سلول سرطانی است.
دکتر محمود عموزاده تبریزی، عضو هیأت علمی پژوهشگاه علوم نوین در پزشکی، در خصوص اهداف دنبال شده در این طرح عنوان کرد: این کار پژوهشی شامل دو بخش اصلی است. در بخش اول تلاش شده تا با به‌کارگیری موادی ارزان قیمت، نانوموتوری ساخته شود که بتوان از آن به‌منظور جداسازی سلول سرطان HL-۶۰ استفاده کرد. در ادامه نیز با طراحی یک نانوحسگر زیستی به اندازه‌گیری غلظت این سلول سرطانی پرداخته شده‌است.
وی افزود: البته در ساخت هر دوی آن‌ها از آپتامر نیز بهره گرفته شده‌است. نتایج این پژوهش در حوزه‌ی پزشکی و زمینه‌ی ساخت ابزارهای تشخیص طبی جهت اندازه‌گیری سلول‌های سرطانی کاربردی خواهند بود.
به گفته این محقق نانوموتور به‌کار رفته در جداسازی سلول سرطانی در این پژوهش، نسبت به موارد گزارش در سایر منابع علمی ارزان‌تر است. از طرفی با توجه به این که در ساخت آن از آپتامر استفاده شده‌است، این نانوموتور از گزینش پزیری خوبی برای جداسازی سلول سرطانی برخوردار است. همچنین کاربرد آپتامر در ساخت نانوحسگر نیز منجر به گزینش‌پزیری بالای آن شده‌است.
وی افزود: در ساخت این نانوموتو از نانو صفحات اکسید منگنز، به همراه پلی اتیلن ایمین، نانوذرات نیکل و طلا استفاده شده‌است. نانو صفحات اکسید منگنز قادرند آب اکسیژنه را به حباب‌های اکسیژن کاتالیز کنند. حباب‌های اکسیژن هنگام آزاد شدن از سطح نانو صفحات، به‌عنوان بخش اصلی نانوموتور، این نانوموتور را به سمت جلو حرکت می‌دهند.
این محقق خاطر نشان کرد: از طرفی وجود نانو ذرات مغناطیسی نیکل، امکان کنترل جهت نانوموتور را همچون فرمان ماشین فراهم می‌کند. به منظور جداسازی سلول سرطانی، نانو موتور در حال حرکت در محلول حاوی آب اکسیژنه، توسط میدان مغناطیسی به سمت سلول سرطانی هدایت شده تا بتواند با استفاده از گیرنده‌های اختصاصی خود(آپتامرKH۱C۱۲) به سلول سرطانی متصل شود و این سلول را از نمونه‌ی سرم جدا کند.
وی افزود: سلول جداشده توسط نانوحسگر الکتروشیمیایی ساخته شده با پلیمر رسانا poly(۳,۴-ethylene dioxythiophene)) اصلاح شده با نانوذرات طلا و آپتامر، اندازه‌گیری و تعیین غلظت شده‌است.
عموزاده تبریزی معتقد است که با درنظر گرفته حساسیت بالای روش‌های الکتروشیمیایی و دسترسی به دانش فنی ساخت این نوع از حسگرها در کشور، امکان تجاری سازی و تولید انبوه این نانوحسگر در کشور وجود دارد.
وی افزود: در این تحقیقات از آزمون‌های میکروسکوپ نوری و دستگاه پتانسیو استات/گالوانو استات جهت مشخصه‌یابی نانوموتور و نانوحسگر استفاده شده‌است.
این پژوهش حاصل تلاش‌های دکتر محمود عموزاده تبریزی، دکتر رضا صابر، دکتر سعید سرکار-اعضای هیأت علمی پژوهشگاه علوم نوین در پزشکی دانشگاه علوم پزشکی تهران- و پروفسور مجتبی شمسی پور-عضو هیأت علمی دانشگاه رازی کرمانشاه- است. نتایج این کار در مجله‌ی Biosensors and Bioelectronics با ضریب تأثیر ۷/۷۸ (جلد ۱۱۰، سال ۲۰۱۸، صفحات ۱۴۱ تا ۱۴۶) به چاپ رسیده‌است.