استفاده از ابزار میکروسیالی برای تشخیص سلول‌‌های سرطانی

یکی از اهداف فناوری‌نانو ساخت ابزار میکروسیال(microfluidic) است که بتواند تمامی اجزای مورد نیاز برای انجام واکنشPCR را به‌صورت یک‌جا فراهم آورد.کارشناسان پیش‌بینی کرده‌اند که چنین ابزاری محققان را قادر می‌سازد تا آنالیزهای لازم برای سرطان و دیگر بیماری‌های خطرناک را در حالی که بیمار در مطب نشسته‌، با سرعت زیادی انجام دهند.

یکی از اهداف فناوری‌نانو ساخت ابزار میکروسیالی(“microfluidic”) است که بتواند
تمامی اجزای مورد نیاز برای انجام واکنشPCR را به‌صورت یک‌جا فراهم آورد.

کارشناسان پیش‌بینی کرده‌اند که چنین ابزاری محققان را قادر می‌سازد تا
آنالیزهای لازم برای سرطان و دیگر بیماری‌های خطرناک را در حالی که بیمار در
مطب نشسته‌، با سرعت زیادی انجام دهند.

گروهی از محققان دانشگاه برکلی نه تنها چنین ابزاری را ساخته‌اند، بلکه از آن
در سنجش تغییرات موجود در بیان ژن در سلول‌هایی استفاده کرده‌اند که تحت تیمار
یک عامل برش‌دهنده‌ی ژن قرار گرفته بودند.

این ابزار، چهار عمل مجزا انجام می‌دهد: سلول‌های منفرد را دربرگرفته، آنها را
به بخش‌های جداگانه تجزیه می‌کند و پس از آن mRNA مربوط به سلول‌های مذکور را
با کمک reverse-transcriptase PCR تکثیر کرده، در نهایت به آنالیز کیفی نوکلئیک
اسیدها می‌پردازد.

یک سیستم چهاربخشی کامل در یک glass wafer با قطر ۱۰۰ میلی‌متر جای می‌گیرد.
آنالیز کامل در حدود ۷۵ دقیقه طول می‌کشد.

یک سیستم الکتروفورزcapillary (نوعی سیستم PCR استاندارد که بسیار کوچک‌شده)
نیز در هر یک از چهار بخش قرار دارد که اطلاعات را به‌صورت فورمت قابل استفاده
در PCR تبدیل می‌نماید.

محققان تأکید می‌کنند که این ابزار می‌تواند بیان پنج تا ده ژن مختلف را به‌طور
همزمان اندازه‌گیری کند.

در یک آزمایش با کمک این ابزار، بیان ژن را در سلول‌های لنفوسیتT که تحت پیش‌تیمارsiRNA
قرار گرفته بودند، بررسی کردند. این تیمار موجب کاهش تولید پروتئینی به نام
GAPDH می‌شود.

وقتی با روش‌های استاندارد، سلول‌های لنفوسیت را آنالیز کردند، نتایج نشان داد
که بیان ژن مذکور نسبت به حالت قبل از تیمار به میزان ۲۱ درصد کاهش پیدا کرده‌است.

نکته‌ی جالب این است که آنالیز با کمک ابزار جدید نشان داد که دو جمعیت از این
لنفوسیت‌ها وجود دارند: در گروه اول، بیان این ژن کاملاً متوقف شده و در گروه
دوم ۵۰ درصد از بیان ژن انجام شده و در نتیجه میزان تولید این پروتئین ۵۰ درصد
میزان طبیعی است.

یکی از مهم‌ترین محدودیت‌ها در استفاده از این ابزار، استفاده از trick زیست‌شیمیایی
برای capture کردن سلول‌هاست.

این trickها سلول را قادر می‌سازند تا در یک محیط رشد اختصاصی رشد کنند و سلول‌های
رشدیافته بتوانند گروه‌های شیمیایی خاصی را در غشای خود بسازند که به capture
کردن سلول‌ها درون ابزار جدید microfluidic کمک می‌کند. البته دکتر Weihong Tan
و همکارش در دانشگاه فلوریدا روشی را برای capture کردن انواع خاصی از سلول‌های
سرطانی شرح می‌دهند که برای استفاده در سیستم آنالیزکننده mRNA کاربرد دارد.

Aptamer قطعات کوچکی از “DNA” یا RNA هستند که به روش شیمیایی سنتز شده، تا به
پروتئین‌ها متصل شوند.

با استفاده ازفناوری aptamerهای استاندارد که به نام SELEX نامیده می‌شود،
محققان قادر به شناسایی سریع آپتامرهایی خواهند شد که به نوع خاصی از سلول‌ها
متصل می‌شوند.

در این مورد هدف آپتامرها، سلول‌های لنفوسیتی لوسمی است. در ادامه محققان، این
آپتامرها را بر سطحی از یک کانال microfluidid ثابت کرده، از آن برای capture
کردن بیش از ۸۰ درصد سلول‌های هدف در یک مخلوط سلولی استفاده می‌کنند. میزان
خلوص سلول‌های captureشده در این روش در حدود ۹۷ درصد است.