نانوذرات نورانی ویروس‌های سرطان‌زا را شناسایی می‌کنند!

روش‌های شناسایی مبتنی بر نانومواد برای توسعه‌ی روش‌های جدید و ساده به‌منظور تشخیص سریع اهداف مختلف در حال گسترش هستند. یکی از چالش‌های اصلی برای رسیدن به این موفقیت، استفاده از مواد سازگار با محیط زیست و ارزان است. در همین راستا محققان کشورمان با استفاده از دو نوع نانوذره‌ی زیست‌سازگار، حسگری با قابلیت شناسایی یک نوع ویروس سرطان‌زا ابداع کردند.

دکتر محدثه زارعی قبادی پژوهشگر پسادکتری دانشگاه تهران ضمن اشاره به ویژگی‌های منحصربه‌فرد نانوساختارهای کربنی، در خصوص نحوه‌ی استفاده از آن‌ها در این طرح گفت:‌ « نانوساختارهای کربنی علاوه بر دارا بودن خصوصیات نوری و الکتروشیمیایی ویژه، قابلیت اتصال به زیست مولکول‌ها را دارند که می‌تواند عملکرد آن‌ها را به‌طور قابل‌توجهی بهبود بخشد. ازاین‌رو نانوساختارهای کربن به‌طور گسترده در حوزه‌های مختلف پزشکی کاربردی از جمله زیست‌حسگرها، دارورسانی و تحویل ژن استفاده می‌شوند. در این مطالعه، از روش‌های ساده برای سنتز کربن دات و نانوذره‌ی مغناطیسی آهن پوشش‌دار شده با طلا استفاده شد و سپس این نانوذرات در یک طراحی ساده، برای شناسایی ویروس HTLV-I مورد استفاده قرار گرفته‌اند.»

وی ضمن بیان توضیحاتی در خصوص ویروس سرطان‌زای HTLV-I، در رابطه با ضرورت شناسایی زودهنگام این ویروس افزود: « ویروس انسانی لنفوسیت T نوع اول یا HTLV-I اولین ویروس سرطان‌زای شناخته‌شده‌ی انسانی است. این ویروس عامل نوعی سرطان خون بنام لوسمی سلول T بالغین (ATL) و چندین بیماری دیگر است. مناطق بومی این ویروس، جزایر کارائیب، ژاپن، آمریکای جنوبی، آفریقای مرکزی و جنوب هندوستان هستند. در ایران، استان خراسان و به‌خصوص شهر مشهد به‌عنوان یک منطقه اندمیک با شیوع 5 درصد گزارش شده‌است. هم‌اکنون تشخیص آلودگی در مراکز انتقال خون کشور و به‌خصوص در شهر مشهد توسط یک فرایند پرهزینه انجام می‌شود. بنابراین، طراحی زیست حسگرهای کارآمد برای شناسایی ارزان‌قیمت این ویروس ضروری به نظر می‌رسد.»

به گفته‌ی این محقق، انتقال انرژی بین نقاط کربنی و نانوذرات مغناطیسی آهن پوشش داده شده با طلا سازوکار عملکرد این نانوحسگر را تشکیل می‌دهد. بدین‌صورت که همپوشانی طیف نشری نقاط کربنی و طیف جذبی نانوذرات مغناطیسی آهن پوشش داده شده با طلا، فاصله‌ی چند نانومتری بین نانوذرات دهنده و گیرنده‌ی انرژی و همچنین برهمکنش دوقطبی- دوقطبی شرایط لازم را برای عملکرد مطلوب این نانوحسگر فراهم می‌کند.

زارعی قبادی پیرامون مراحل سنتز نانوحسگر و آزمون‌های مورد استفاده جهت ارزیابی کارایی آن گفت: «. ابتدا نانوذرات کربن دات با قطر 1.5 نانومتر و نانوذره‌ی مغناطیسی آهن پوشش‌دار شده با طلا با قطر حدود 90 نانومتر سنتز شدند. سپس دو کاوشگر الیگونوکلئوتیدی اختصاصی که مکمل بخش‌های ابتدایی و انتهایی توالی ویروس هدف هستند، طراحی و سنتز شدند. در ادامه از روش‌های پراکندگی نور دینامیکی (DLS) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) برای تعیین اندازه‌ی نانوذرات، از طیف‌سنجی مادون‌قرمز تبدیل فوریه برای شناسایی گروه‌های عاملی روی نانوذرات و از طیف‌سنجی مرئی-فرابنفش و فلوئورسانس برای تعیین عملکرد زیست حسگر و تشخیص هدف استفاده شد.»

شایان‌ذکر است که حد تشخیص این زیست حسگر برای تشخیص ویروس هدف، 10 نانومولار و ناحیه‌ی خطی بین 10 تا 320 نانومولار است.

این مقاله حاصل پژوهش دکتر محدثه زارعی قبادی – پژوهشگر پسادکتری در مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک در دانشگاه تهران در گروه تحقیقاتی دکتر هدایت‌اله قورچیان- است که با همکاری دکتر سید حمیدرضا مژگانی- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی البرز- دکتر مهدی نوروزی- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی تهران- دکتر فریبا دشتستانی و دکتر فاطمه حکیمیان- محققان مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک- و دکتر امیر یادگاری- محقق دانشگاه مارکیت آمریکا– انجام شده‌است. نتایج این کار در مجله‌ی Scientific reports با ضریب تأثیر 4.122 (جلد 8، شماره 1، سال 2018، از صفحه 15593) منتشر شده‌است.