محققان دانشگاه تهران مکانیزم جدیدی را به عنوان یک سیستم تشخیصی در حوزه‌ی شناسایی سلول‌های سرطانی معرفی نموده‌اند. این روش قادر است بدون استفاده از نشانگرهای شیمیایی، سرطانی بودن یک تک سلول را با استفاده از کاوشگرهای متشکل از نانولوله‌های سیلیکونی، در مراح
دانشگاه تهران: تلاش برای تشخیص تک سلول سرطانی به کمک نانوکاوشگر
مطالعه بر روی رفتارهای تک سلولی در حوزه سرطان همیشه مورد توجه محققان بوده، زیرا باعث نیل به یافته‌های ارزشمندی برای پی بردن به رفتار این سلول‌ها می‌گردد. در این تحقیق از روشی بر مبنای پاسخ الکتریکی سلول به تحریک مکانیکی آن به عنوان روشی نوین در تشخیص سلول‌های سرطانی استفاده شده است.
در واقع میزان فعالیت آکتین‌ها (یکی از اجزای مهم اسکلت سلولی که در رفتار مکانیکی سلول و رشد و تقسیم آن نقش کلیدی دارد) و فعالیت الکتریکی غشای سلول با هم مرتبط است. این ارتباط پس از سرطانی شدن سلول دچار اختلال می‌گردد که نشانه‌ی خوبی برای تشخیص سلول‌های سرطانی است.
دکتر محمد عبدالاحد در توضیح نحوه‌ی عملکرد این روش بیان کرد: «برای رسیدن به این هدف، یک کاوشگر (پروب) از نانولوله‌های سیلیکونی همراه با میکرو پیپت شیشه‌ای فعال‌شده از نظر الکتریکی طراحی شده است. این نانوکاوشگر با اعمال تنش مکانیکی و کشیدن سلول توسط میکرو پیپت، سیگنال الکتریکی حاصل از سلول را ثبت و بررسی می‌نماید. در واقع روند کار سیگنال‌گیری مستقیم از سلول و ارتباط مستقیم امپدانس الکتریکی و تحریک مکانیکی سلول است که جهت تشخیص مراحل اولیه‌ی سرطان به کار می‌رود. بدین ترتیب می‌توان الگوی جدیدی برای تشخیص سلول‌های سرطانی ارائه داد.»
وی در ادامه افزود: «بررسی رفتارهای مقاومتی و خازنی سلول‌های سالم و سرطانی در اثر نیروهای مکش مختلف نشان از این دارد که سلول‌های سالم با تغییر میزان نیروی کشش وارد بر آن‌ها تغییر کاملاً واضحی در امپدانس الکتریکی از خود نشان می‌دهند. این درحالی است که در مقادیر مختلف نیروی کشش، تغییر چندانی در امپدانس سلول‌های سرطانی دیده نمی‌شود. در واقع سلول‌های سرطانی پاسخ الکتریکی بسیار ضعیفی به این چنین تحریک‌های مکانیکی دارند.»
این سیستم قابلیت نصب بر روی میکروسکوپ‌های IVF را دارد. لذا به کمک آن توانایی مطالعه‌ی خواص الکترومکانیکی تک سلول‌ها نیز فراهم می‌شود.
این تحقیقات از تلاش‌های دکتر محمد عبدالاحد، دکتر سید شمس الدین مهاجرزاده- اعضای هیأت علمی دانشگاه تهران- دکتر مرتضی محمودی- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی تهران- و مهندس جانملکی- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی-علی سعیدی و امید ماشینچیان- دانشجویان دکترای دانشگاه تهران- حاصل شده که نتایج آن در مجله‌ی Nanoscale (جلد ۷، شماره ۵، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۸۷۹ تا ۱۸۸۷) به چاپ رسیده است.
در واقع میزان فعالیت آکتین‌ها (یکی از اجزای مهم اسکلت سلولی که در رفتار مکانیکی سلول و رشد و تقسیم آن نقش کلیدی دارد) و فعالیت الکتریکی غشای سلول با هم مرتبط است. این ارتباط پس از سرطانی شدن سلول دچار اختلال می‌گردد که نشانه‌ی خوبی برای تشخیص سلول‌های سرطانی است.
دکتر محمد عبدالاحد در توضیح نحوه‌ی عملکرد این روش بیان کرد: «برای رسیدن به این هدف، یک کاوشگر (پروب) از نانولوله‌های سیلیکونی همراه با میکرو پیپت شیشه‌ای فعال‌شده از نظر الکتریکی طراحی شده است. این نانوکاوشگر با اعمال تنش مکانیکی و کشیدن سلول توسط میکرو پیپت، سیگنال الکتریکی حاصل از سلول را ثبت و بررسی می‌نماید. در واقع روند کار سیگنال‌گیری مستقیم از سلول و ارتباط مستقیم امپدانس الکتریکی و تحریک مکانیکی سلول است که جهت تشخیص مراحل اولیه‌ی سرطان به کار می‌رود. بدین ترتیب می‌توان الگوی جدیدی برای تشخیص سلول‌های سرطانی ارائه داد.»
وی در ادامه افزود: «بررسی رفتارهای مقاومتی و خازنی سلول‌های سالم و سرطانی در اثر نیروهای مکش مختلف نشان از این دارد که سلول‌های سالم با تغییر میزان نیروی کشش وارد بر آن‌ها تغییر کاملاً واضحی در امپدانس الکتریکی از خود نشان می‌دهند. این درحالی است که در مقادیر مختلف نیروی کشش، تغییر چندانی در امپدانس سلول‌های سرطانی دیده نمی‌شود. در واقع سلول‌های سرطانی پاسخ الکتریکی بسیار ضعیفی به این چنین تحریک‌های مکانیکی دارند.»
این سیستم قابلیت نصب بر روی میکروسکوپ‌های IVF را دارد. لذا به کمک آن توانایی مطالعه‌ی خواص الکترومکانیکی تک سلول‌ها نیز فراهم می‌شود.
این تحقیقات از تلاش‌های دکتر محمد عبدالاحد، دکتر سید شمس الدین مهاجرزاده- اعضای هیأت علمی دانشگاه تهران- دکتر مرتضی محمودی- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی تهران- و مهندس جانملکی- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی-علی سعیدی و امید ماشینچیان- دانشجویان دکترای دانشگاه تهران- حاصل شده که نتایج آن در مجله‌ی Nanoscale (جلد ۷، شماره ۵، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۸۷۹ تا ۱۸۸۷) به چاپ رسیده است.
