تشخیص فعالیت آنزیم تلومراز با نانوذرات

تلومراز آنزیمی است که در هنگام تقسیم شدن کروموزوم‌‌ها، از کوتاه شدن آنها جلوگیری می‌‌کند و به احتمال زیاد نقش کلیدی در جلوگیری از نابودی سلول‌‌های سرطانی بازی می‌‌کند. از این رو محققان از روش‌‌های متنوعی برای سنجش فعالیت این آنزیم استفاده کرده‌اند که هیچ یک از این روش‌‌ها برای استفاده در تشخیص سرطان و یا در جهت ساخت داروهایی که بتواند فعالیت تلومراز را متوقف نماید، مناسب نبوده است.
اخیراً تیمی از محققان در بخش – نانومواد برای تشخیص و درمان سرطان – در دانشگاه نورث‌وسترن نوع جدیدی از روش‌‌های سنجش مبتنی بر نانوذرات ابداع کرده‌‌اند که به نظر می‌‌رسد، دقت و حساسیت کافی را برای استفاده کلینیکی دارد.

تلومراز آنزیمی است که در هنگام تقسیم شدن کروموزوم‌‌ها، از کوتاه شدن آنها
جلوگیری می‌‌کند و به احتمال زیاد نقش کلیدی در جلوگیری از نابودی سلول‌‌های
سرطانی بازی می‌‌کند. از این رو محققان از روش‌‌های متنوعی برای سنجش فعالیت
این آنزیم استفاده کرده‌اند که هیچ یک از این روش‌‌ها برای استفاده در تشخیص
سرطان و یا در جهت ساخت داروهایی که بتواند فعالیت تلومراز را متوقف نماید،
مناسب نبوده است.

اخیراً تیمی از محققان در بخش ” نانومواد برای تشخیص و درمان سرطان ” در
دانشگاه نورث‌وسترن نوع جدیدی از روش‌‌های سنجش مبتنی بر نانوذرات ابداع
کرده‌‌اند که به نظر می‌‌رسد، دقت و حساسیت کافی را برای استفاده کلینیکی دارد.
دکتر چاد میرکین -محقق برجسته مؤسسه بین‌‌المللی سرطان- سرپرستی این تیم
تحقیقاتی را به عهده داشته است.

این سیستم سنجش ابداعی، شامل نانوذراتی از طلا است که توسط قطعاتی از DNA
پوشانده شده و می‌‌تواند به‌عنوان سوبسترا برای آنزیم تلومراز مورد استفاده
قرار گیرد. هنگامیکه نمونه‌ایی از این آنزیم با نانوذرات فوق مخلوط می‌‌شود،
آنزیم تلومراز به توالی‌‌های DNA متصل شده و شروع به افزودن قطعات شش
نوکلئوتیدی خاصی به انتهای DNA می‌‌کند. پس از زمان کوتاهی، تمامی تلومراز
شستشو داده می‌شود. سپس مقداری از میکروذرات مغناطیسی با قطعه‌‌ای از
الیگونوکلئوتیدی که مکمل توالی ساخته شده توسط تلومراز است، روکش داده و به
محیط آزمایش اضافه می‌شوند. این میکروذرات روکش‌‌دار مغناطیسی به همه‌ی
رشته‌‌های DNA در حال طویل شدن چسبیده و در نتیجه محققان را قادر می‌‌سازند تا
این کمپلکس‌‌ها را از بقیه نانوذرات طلا به کمک میدان مغناطیسی جداسازی کنند.

در مرحله بعدی توالی‌‌های DNA از نانوذرات طلا جدا شده و به کمک فرایندهای
پیشرفته ‌شناسایی و سنجش اتوماتیک نقره که توسط تیم دکترمیرکین به‌‌همین منظور
طراحی شده و به روش بارکدهای زیستی مشهور است،‌ شناسایی می‌‌شوند. با این روش
سنجش، آنها توانستند فعالیت آنزیم تلومراز را در۱۰ تا۱۰۰۰سلول توموری که در
محیط کشت پرورش داده شده بودند، تشخیص دهند. در ادامه، این محققان نشان دادند
که میتوانند تغییرات ایجاد شده در فعالیت آنزیم تلومراز را پس از افزودن
بازدارنده‌ی شناخته شده‌ی این آنزیم، تشخیص دهند. این امر ثابت می‌‌کند که روش
سنجش فوق می‌‌تواند کمک کند تا بازدارنده‌‌های اختصاصی این آنزیم به‌‌عنوان
عوامل ضد سرطان مورد استفاده قرار گیرند.

نتایج این تحقیق که بخشی از آن با حمایت مؤسسه بین المللی سرطان مرتبط با بخش
فناوری‌نانو انجام شده در مجله معتبر American Chemical Society به چاپ رسیده
است.