پژوهشگران شیمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه‌ی زنجان، با استفاده از نانوذرات به عنوان نقاط کوانتمی، موفق به ارائه‌ی یک روش جدید توانمند و حساس برای بررسی برهمکنش دارو و DNA شدند. اطلاعات به‌دست آمده از این روش می‌تواند در طراحی داروهای ضدسرطان مفید واقع شود.
زنجان: بررسی برهمکنش دارو و DNA برای طراحی داروهای ضدسرطان
بررسی برهمکنش بررسی برهمکنش داروها و DNA، برای طراحی داروهای کارآمدتر ضد سرطان و درک بهتر فرآیندهای زیستی، نظیر ترجمه ژن و رونویسی رشته DNA، حائز اهمیت است. در این کار، سازوکار انتقال انرژی رزونانس فلورسانس (FRET) از دارو به نانوذره (نقاط کوانتمی)، سبب ایجاد یک روش فوق‌العاده حساس برای بررسی برهمکنش دارو با DNA شده است.
محققان در این طرح، آزمون چندراهی داده‌های FRET، با استفاده از نقاط کوانتمی را به‌عنوان یک روش توانمند و حساس جدید برای بررسی برهمکنش دارو و DNA معرفی نموده‌اند.
دکتر سمیه غلامی، دانش‌آموخته‌ی شیمی تجزیه از دانشگاه علوم پایه زنجان، در خصوص تحقیقات صورت گرفته بیان کرد: «در این طرح، با توجه به درخشندگی و پایداری نوری بسیار مناسب نقاط کوانتمی، روش حساس و قدرتمند FRET برای مطالعه کمی برهمکنش داروی ضد سرطان اکتینومایسین، با دو رشته‌ای ژنوم، طراحی شد. بر این اساس، ثابت تعادل هیبریداسیون تشکیل ترکیب دارو- DNA تخمین زده شده، انطباق مناسب و قابل قبولی با مقادیر و شواهد موجود داشته و بیانگر یک اتصال قوی برای دارو با این دو رشته‌ایی است.»
به طور معمول DNA ژنوم دارای ساختار مارپیچ دوتایی است که در آن دو زنجیره شیمیایی بلند به دور یکدیگر پیچ خورده تا اطلاعاتی را رمزگذاری کنند که سلول‌ها برای ساخت و حفظ بدن به آن‌ها نیاز دارند. اما محققان در سال‌های اخیر مدل مارپیچ چهار رشته‌ایی برای برخی توالی‌های غنی از باز گوانین و یا سیتوزین پیشنهاد کرده‌اند که احتمالاً زمانی در بدن انسان مشاهده می‌شوند که سلول شرایط سرطانی پیدا می‌کند.
وی در ادامه افزود: «باید به این نکته اشاره کرد که تقریباً همه‌ی توالی‌های مربوط به چهار رشته‌ای‌ها در نواحی دو رشته‌ای ژنوم واقع شده‌اند. لذا پایداری دو رشته‌ای DNA و یا ترکیب آن با دارو می‌تواند به‌عنوان یک محدودیت اصلی برای تشکیل چهار رشته‌ای باشد. در این مطالعه با استفاده از یک روش مناسب و داده‌های پرمحتوای سه بعدی و همچنین تجزیه و تحلیل با یک روش آماری قدرتمند، موفق به کسب اطلاعات مناسب در این زمینه شدیم که در مطالعات بعدی و طراحی داروهای ضدسرطان مفید واقع می‌گردد. از طرفی جایگزینی مولکول‌های رنگی معمول با فلوروفورهای نقاط کوانتمی در سازوکار انتقال انرژی, به‌دلیل ویژگی‌های فوتوفیزیکی بسیار مناسب نقاط کوانتمی، امکان انتقال انرژی به‌صورت کارآمدتر، حساسیت بالا و در مدت زمان کافی را فراهم می‌نماید.»
همچنین در نتایج این پژوهش مشاهده شد که با جایگزینی فلوروفورهای متداول با نقاط کوانتمی، سازوکار انتقال انرژی به‌صورت کارآمدتر در این فرآیند عمل می‌کند. این امر با توجه به ویژگی‌های منحصربه‌فرد نقاط کوانتمی از جمله پایداری نوری بالا و درخشندگی بسیار خوب آن‌ها در مقایسه با فلورفورهای رنگی معمول رخ داده است.
نتایج این کار تحقیقاتی که با تلاش دکتر سمیه غلامی و دکتر محسن کمپانی زارع- عضو هیأت علمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان- صورت گرفته است، در مجله‌ی Analytical and Bioanalytical Chemistry (جلد ۴۰۵، شماره ۱۹، ماه جولای، سال ۲۰۱۳، صفحات ۶۲۷۱ تا ۶۲۸۰) منتشر شده است.
محققان در این طرح، آزمون چندراهی داده‌های FRET، با استفاده از نقاط کوانتمی را به‌عنوان یک روش توانمند و حساس جدید برای بررسی برهمکنش دارو و DNA معرفی نموده‌اند.
دکتر سمیه غلامی، دانش‌آموخته‌ی شیمی تجزیه از دانشگاه علوم پایه زنجان، در خصوص تحقیقات صورت گرفته بیان کرد: «در این طرح، با توجه به درخشندگی و پایداری نوری بسیار مناسب نقاط کوانتمی، روش حساس و قدرتمند FRET برای مطالعه کمی برهمکنش داروی ضد سرطان اکتینومایسین، با دو رشته‌ای ژنوم، طراحی شد. بر این اساس، ثابت تعادل هیبریداسیون تشکیل ترکیب دارو- DNA تخمین زده شده، انطباق مناسب و قابل قبولی با مقادیر و شواهد موجود داشته و بیانگر یک اتصال قوی برای دارو با این دو رشته‌ایی است.»
به طور معمول DNA ژنوم دارای ساختار مارپیچ دوتایی است که در آن دو زنجیره شیمیایی بلند به دور یکدیگر پیچ خورده تا اطلاعاتی را رمزگذاری کنند که سلول‌ها برای ساخت و حفظ بدن به آن‌ها نیاز دارند. اما محققان در سال‌های اخیر مدل مارپیچ چهار رشته‌ایی برای برخی توالی‌های غنی از باز گوانین و یا سیتوزین پیشنهاد کرده‌اند که احتمالاً زمانی در بدن انسان مشاهده می‌شوند که سلول شرایط سرطانی پیدا می‌کند.
وی در ادامه افزود: «باید به این نکته اشاره کرد که تقریباً همه‌ی توالی‌های مربوط به چهار رشته‌ای‌ها در نواحی دو رشته‌ای ژنوم واقع شده‌اند. لذا پایداری دو رشته‌ای DNA و یا ترکیب آن با دارو می‌تواند به‌عنوان یک محدودیت اصلی برای تشکیل چهار رشته‌ای باشد. در این مطالعه با استفاده از یک روش مناسب و داده‌های پرمحتوای سه بعدی و همچنین تجزیه و تحلیل با یک روش آماری قدرتمند، موفق به کسب اطلاعات مناسب در این زمینه شدیم که در مطالعات بعدی و طراحی داروهای ضدسرطان مفید واقع می‌گردد. از طرفی جایگزینی مولکول‌های رنگی معمول با فلوروفورهای نقاط کوانتمی در سازوکار انتقال انرژی, به‌دلیل ویژگی‌های فوتوفیزیکی بسیار مناسب نقاط کوانتمی، امکان انتقال انرژی به‌صورت کارآمدتر، حساسیت بالا و در مدت زمان کافی را فراهم می‌نماید.»
همچنین در نتایج این پژوهش مشاهده شد که با جایگزینی فلوروفورهای متداول با نقاط کوانتمی، سازوکار انتقال انرژی به‌صورت کارآمدتر در این فرآیند عمل می‌کند. این امر با توجه به ویژگی‌های منحصربه‌فرد نقاط کوانتمی از جمله پایداری نوری بالا و درخشندگی بسیار خوب آن‌ها در مقایسه با فلورفورهای رنگی معمول رخ داده است.
نتایج این کار تحقیقاتی که با تلاش دکتر سمیه غلامی و دکتر محسن کمپانی زارع- عضو هیأت علمی دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان- صورت گرفته است، در مجله‌ی Analytical and Bioanalytical Chemistry (جلد ۴۰۵، شماره ۱۹، ماه جولای، سال ۲۰۱۳، صفحات ۶۲۷۱ تا ۶۲۸۰) منتشر شده است.
