نانوتصویربرداری طبی و علت آب‌مروارید

سیمون شُیرینگ، از مؤسسه کوری و مسئول هماهنگی پروژه «میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) از پروتئین در غشاهای طبیعی»، برای اولین بار توانسته با استفاده از AFM بافت بیمار مبتلا به آب‌مروارید(cataract) را با بزرگ‌نمایی و شفافیت بالا ملاحظه نماید. شیرینگ با مطالعه غشاهای سلول‌های بیماران مبتلا به آب‌مروارید چشمی، علت مولکولی این بیماری را کشف نموده‌است. این اولین بار است که تصویربرداری به روش AFM با کیفیت بالا، برای نانوتصویربرداری پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سیمون شُیرینگ، از مؤسسه کوری و مسئول هماهنگی پروژه «میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)
از پروتئین در غشاهای طبیعی»، برای اولین بار توانسته با استفاده از AFM بافت بیمار
مبتلا به آب‌مروارید(cataract) را با بزرگ‌نمایی و شفافیت بالا ملاحظه نماید.
شیرینگ با مطالعه غشاهای سلول‌های بیماران مبتلا به آب‌مروارید چشمی، علت مولکولی
این بیماری را کشف نموده‌است. این اولین بار است که تصویربرداری به روش AFM با
کیفیت بالا، برای نانوتصویربرداری پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.


 

غشاهای سلول‌های عدسی حاوی تجمعاتی از پروتئین است که آکواپورین و کونکسون نامیده
می‌شوند(یک کونکسون، مجموعه‌ای است از شش مولکول کونکسین و موجب ایجاد اتصالات
فاصله‌ای بین سیتوپلاسم سلول‌های مجاور می‌گردد). آکواپورین‌ها به‌عنوان کانال‌های
حمل آب و کونکسون‌ها، مسئول حمل متابولیت‌ها و یون‌های بین سلول‌ها هستند، به علاوه
این مولکول‌های غشایی باعث اتصال سلول‌ها به هم نیز می‌شوند.
گروه سیمون شیرینگ با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی، در مورد نحوه کار این
اتصالات سلولی تحقیق می‌نمایند. یک پروب بسیار نوک تیز سطح نمونه را پیمایش می‌نماید
و حرکات آن توسط یک باریکه لیزر ثبت می‌گردد. از اطلاعات حاصله برای رسم نقشه
توپوگرافی نمونه‌استفاده می‌گردد.
این محققان با مقایسه نحوه تجمع آکواپورین‌ها و کونکسون‌ها در غشاهای سلولی عدسی‌های
سالم و بیمار، توانسته‌اند تغییراتی را که منجر به ایجاد آب‌مروارید می‌شوند،
‌شناسایی نمایند. در آب‌مروارید ناشی از پیری (آب مروارید پیری) فقدان پروتئین‌های
کونکسون مانع تشکیل کانال‌هایی می‌شود که اتصال سلول به سلول را برقرار می‌نمایند.
این تغییرات مولکولی توجیه‌کننده دلیل عدم اتصال بین سلول‌ها و تجمع مواد زاید درون
سلول‌ها و انتقال ناقص آب، یون‌ها و متابولیت‌ها در سلول‌های عدسی‌های مبتلا به آب‌مروارید
است.
این اولین باری است که تصویربرداری از بافت بیمار با استفاده از AFM با کیفیت بالا،
توانسته علت مولکولی یک بیماری در سطح مولکول‌های پروتئینی منفرد غشاء را مشخص
نماید و یک قدم به‌سمت استفاده از نانوتصویربرداری طبی با میکروسکوپ نیروی اتمی،
برداشته شده‌است.
عدسی
خصوصیات خاص سلول‌های عدسی چشم، کارکرد عدسی را مناسب می‌نماید. این سلول‌ها فاقد
هسته و میتوکندری بوده و نمی‌توانند برخی از فرایندهای ‌زیست‌شیمیایی ضروری برای
تغذیه را انجام دهند، در نتیجه برای انتقال آب، یون‌ها، متابولیت‌ها و همچنین دفع
مواد زاید، نیاز شدیدی به این کانال‌های بین غشایی دارند.
آب‌مروارید
آب‌مروارید حاصل کدورت عدسی در اثر سفت شدگی آن است. آب‌مروارید‌ها باعث کاهش دقت
تصاویر، کدورت بینایی و حساسیت به تابش نور مستقیم یا حتی نور معمولی می‌شوند. هم‌اکنون
تنها درمان مؤثر برای آب‌مروارید جراحی است؛ در این روش عدسی کدرشده برداشته‌ شده،
با یک عدسی مصنوعی جایگزین می‌گردد. آب‌مروارید‌ها علت اصلی کوری در جهان سوم و علت
اصلی از دست رفتن بینایی در ۴۰ درصد از ۳۷ میلیون نابینای جهان هستند. نتایج این
تحقیق در Molecular Biology منتشر شده‌است.