ساخت حسگری برای تشخیص زودهنگام سرطان ریه

محققان با استفاده از نانوحفره، زیست حسگری ساخته‌اند که قادر است سرطان ریه را در مراحل ابتدایی شناسایی کند. imRNA ایجاد شده توسط تومور هنگام عبور از این نانوحفره با آن برهمکنش داده و موجب تغییر یون‌های عبوری از نانوحفره می‌شود. این سیگنال برای شناسایی تومور مورد استفاده قرار می‌گیرد.

محققان با استفاده از نانوحفره، زیست حسگری ساخته‌اند که قادر است سرطان ریه را در
مراحل ابتدایی شناسایی کند. imRNA ایجاد شده توسط تومور هنگام عبور از این نانوحفره
با آن برهمکنش داده و موجب تغییر یون‌های عبوری از نانوحفره می‌شود. این سیگنال
برای شناسایی تومور مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تمامی فعالیت‌های سلولی اعم از تکثیر سلول‌ها، تخصصی شدن و متابولیسم توسط نوعی از
اسیدهای‌ آمینه موسوم به میکروRNA یا miRNA کنترل می‌شود. آنها به RNAهای پیغامبر
ویژه‌ای می‌چسبند و موجب غیرفعال شدن این RNAها می‌شوند که درنهایت موجب کنترل بیان
یک ژن می‌شوند. در سلول‌های سرطانی این فرآیند مختل می‌شود بنابراین از مقدار iRNA
می‌توان به وضعیت بیماری پی برد.

تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که miRNA می‌تواند سرطان ریه را در مراحل اولیه شناسایی
کند. این روش مبتنی بر حسگرهای نانوحفره‌ای بوده که قادر است حضور مولکول ویژه‌ای
را، در صورت وجود سرطان ریه، در جریان خون تشخیص دهد. لیکون گو، محقق دانشگاه
میسوری، می‌گوید ما حسگر miRNA مبتنی بر نانوحفره‌ای را ساخته‌ایم که مجهز به ردیاب
الیگونوکلئوتید قابل برنامه‌ریزی است. این حسگر با شناسایی miRNA هدف که در یک
نمونه استخراج شده بالینی است، سیگنال‌‌های الکتریکی ویژه‌ای را تولید می‌کند. این
گروه تحقیقاتی نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Nanopore-based
detection of circulating microRNAs in lung cancer patients” در نشریه Nature
Nanotechnology به چاپ رساندند. در این مقاله فناوری مولکولی جدیدی ارائه شده است
که با آن می‌توان سطح miRNA را در پلاسمای خون بیمار با حساسیت بسیار بالا شناسایی
کرد.

سال‌هاست که فناوری نانوحفره برای توسعه زیست حسگرها مورد استفاده قرار می‌گیرد به
طوری که با استفاده از آنها می‌توان آرایه‌ای از زیست مولکول‌ها نظیر پروتئین، دی‌ان‌ای
و بیوتوکسین را شناسایی کرد. لیکون گو، زیست فیزیک‌دانی است که در حوزه بین رشته‌ای
زیست‌نانوفناوری کار می‌کند. یکی از اهداف بلند مدت او استفاده از نانوحفره‌ها برای
حل مشکلات علوم زیستی است.

در طول بیماری سرطان، miRNA از تومورهای اولیه وارد جریان خون می‌شود بنابراین با
استفاده از اندازه‌گیری سطح miRNA در خون می‌توان از آن به عنوان یک نشانگر برای
شناسایی بیماری استفاده نمود. با این حال شناسایی miRNA که غلظت بسیار کمی دارد
کاری دشوار و چالش برانگیز است. برای حل این مشکل از روش “واکنش زنجیره‌ای پلیمراز
نسخه برداری معکوس” (RT-PCR)استفاده می‌شده اما تعیین دقیق غلظت با این روش خطاهایی
را در پی داشته است. بنابراین این گروه تحقیقاتی از نانوحفره برای اندازه‌گیری دقیق
و مستقیم miRNA استفاده کردند که روشی بسیار دقیق و ارزان قیمت است. این نانوحفره
دارای پهنای ۲ نانومتری و طول ۱۰ نانومتری از جنس پروتئینی بوده که از طریق
خودآرایی توکسین آلفا-همولیسین بدست می‌آید. miRNA از طریق برهمکنش با این پروتئین
موجب تغییر یون‌های عبوری از نانوحفره شده و در نهایت سیگنالی را به دستگاه مخابره
می‌کند.