یکی از مشکلات اصلی برای کار در مقیاس نانو، رؤیت اجسامی است که روی آن کار می‌شود. ساختارهای زیستی مانند ویروس‌ها را که کوچک‌تر از طول موج نور هستند، نمی‌توان با میکروسکوپ‌های نور استاندار دید، همچنین تهیه تصویر از حالت طبیعی آنها به کمک روشهای تصویربرداری کار دشواری است.
پیشرفت در تحقیقات سرطان به کمک فناوری‌نانو
یکی از مشکلات اصلی برای کار در مقیاس نانو،
رؤیت اجسامی است که روی آن کار می‌شود. ساختارهای زیستی مانند ویروس‌ها را
که کوچک‌تر از طول موج نور هستند، نمی‌توان با میکروسکوپ‌های نوری استاندار
دید، همچنین تهیه‌ی تصویر از حالت طبیعی آنها به کمک روشهای تصویربرداری
کار دشواری است.
محققان در دانشگاه کالیفرنیا، به نتایجی رسیده‌اند که به کمک آنها می‌توان
نه تنها یک ویروس را قابل رؤیت ساخت، بلکه می‌توان از آن در سازگار کردن یک
ویروس برای تحویل داور استفاده کرد که در این حالت به جای بیماری‌زا بودن،
نقش حامل محموله‌ی دارو را نیز بر عهده خواهد گرفت
در مقاله منتشرشده در مجله‌ی ساینس، هونگ‌رونگ‌لی‌یو،
محقق میکروبیولوژی، ایمینیولوژی و ژنتیک مولکولی، و همکارانش ساختار
آدنوویروس را در حد اتمی نشان دادند که تعاملات بین شبکه‌های پروتئینی، آن
را نشان می‌دهد. این تحقیق اطلاعات مهمی را در اختیار محققانی می‌گذارد که
روی تغییر شکل دادن آدنوویروس برای استفاده به‌عنوان واکسن و ژن‌درمانی
سرطان استفاده میکنند.
برای تغییر شکل یک ویروس برای ژن‌درمانی، محققان DNA عامل بیماری آن را
برداشته، به جای آن دارو قرار می‌دهند و از ویروس به‌عنوان یک موتور تحویل
دارو استفاده میکنند.
لی‌لی‌وو، پروفسور داروساز در دانشگاه کالیفرنیا، لوس‌آنجلس و همکار اصلی
در این مطالعه به همراه گروهش تلاش کرده‌اند تا آدنوویروس را برای استفاده
از ژن‌درمانی تغییر دهند؛ اما به‌دلیل نبود اطلاعات کافی در مورد گیرنده‌های
روی سطح ویروس کارشان با تأخیر روبه‌رو شده بود.
وو می‌گوید:«ما ویروس‌ها را مهندسی می‌کنیم تا از آنها در ژن‌درمانی برای
سرطان‌های پروستات و سینه استفاده کنیم؛ اما روشهای میکروسکوپی به ما
امکان مشاهدهی ویروس‌های تغییریافته را نمی‌دادند. این درست مانند این
بود که تلاش کنیم تا یک قطعه را به ماشینی در تاریکی متصل کنیم.
برای مشاهدهی بهتر ویروس، وو از هونگ‌زواو (پروفسور میکروبیولوژی،
ایمینولوژی و ژنتیک مولکولی) کمک خواست، زواو از میکروسکوپ کرایو- الکترون
برای مشاهدهی مدل‌های سه‌بعدی اتمی نمونه‌های زیستی مانند ویروس‌ها
استفاده می‌کند.
کار در مرکز تصویربرداری الکترونی برای نانوماشین‌ها در مؤسسه‌ی نانوسیستم
کالیفرنیا ـ آزمایشگاهی که به‌وسیله‌ی زاواو مدیریت می‌شود ـ آغاز شد.
محققان از میکروسکوپ کرایو- الکترون استفاده می‌کردند تا تصاویر سه‌بعدی از
آدنوویروس را با استفاده از ۳۱۸۱۵ تصویری که گرفته بودند، تهیه کنند.
زاواو می‌گوید:«به‌علت وضوح بالا تا حد ۶/۳ آنگستروم (قطر یک آدنوویروس
کامل ۹۲۰ انگستروم است) توانستیم مدل اتمی کل ویروس را که دقیقاً پروتئین‌ها
و نحوه‌ی تعامل آنها با یکدیگر را نشان می‌داد، تهیه کنیم.»
به این ترتیب، وو و گروهش اکنون در مورد مهندسی نسخه‌هایی از آدنوویروس
برای استفاده در ژن‌درمانی در درمان سرطان گامی به جلو برداشته‌اند.
وو می‌گوید:«درست است که این کشف سبب جهش ما شد؛ اما هنوز مشکلات و موانعی
بسیاری وجود دارند که باید بر آنها غلبه کرد. اگر کار ما موفقیت‌آمیز شود،
این روش درمانی، خواهد توانست تا بسیاری از انواع سرطان را درمان کند، اما
تلاش‌های ما تاکنون بر روی سرطان‌های پروستات و سینه متمرکز بوده‌اند؛ چرا
که دو برابر رایج‌تر از انواع سرطان در مردان و زنان هستند.»
این گروه روی آدنوویروس کار میکنند، زیرا تحقیقات قبلی نشان داده‌اند که
این ویروس نامزد مناسبی برای ژن‌درمانی است و در نتیجه حمل مواد در داخل
بدن است. این ویروس برای استفاده به‌عنوان ماشین تحویل، قابل اعتماد است و
نتایج نشان داده‌اند که پوسته‌ی ویروس سبب سرطان نمی‌شود؛ در حالی که دیده
شده برخی از پوسته‌های ویروس‌ها ممکن است باعث بروز سرطان شوند. آدنوویروس
از نظر ماهیت، غیر پاتوژ است و تنها در ۵-۱۰ درصد از افراد سبب بیماری
موقتی تنفسی می شود.
با میکروسکوپ کرایو- الکترون می‌توان تصاویری با وضوح تصویری بالا
ازساختارهای زیستی تهیه کرد، نمونه‌ها در آب مستقیماً تصویربرداری می‌شوند؛
در حالی که با کریستالوگرافی اشعه‌ی ایکس (روش مرسوم برای داشتن مدل‌های
اتمی از ساختارهای زیستی)، محققان ساختارها را به‌صورت بلور درمی‌آورند که
این خود مانعی بود؛ چرا که برخی از پروتئین‌ها قابلیت بلوری شدن را نداشتند.
این امر سبب شده تا نتوان سطح آدنوویروس را بررسی کرد. هم‌اکنون با استفاده
از روش جدید تصویربرداری در آب، این مانع برطرف شده و می‌توان اطلاعات
دقیقی را در خصوص سطح آدنوویروس داشت.
