تاریخ انتشار : ۱۴۰۱/۰۵/۲۲ ساعت ۱۸:۴۲
کد مطلب : ۳۵۲۱۹۹
تشخیص سرطان به وسیله لنز هوشمند از روی اشک چشم
گروه علمی: محققان لنز‌های هوشمند چشمی طراحی کرده اند که سرطان را در بدن به موقع تشخیص می دهد.لنز‌های تماسی هوشمند برای تشخیص و غربالگری سرطان توسط دانشمندان موسسه تراساکی برای نوآوری‌های زیست پزشکی (TIBI) ساخته شده اند که می‌تواند اگزوزوم ها، وزیکول‌های نانومتری موجود در ترشحات بدن را که دارای پتانسیل نشانگر‌های زیستی تشخیصی سرطان هستند، ضبط و شناسایی کند.
این لنز با ریز محفظه‌های متصل به آنتی‌بادی‌هایی طراحی شده بود که می‌توانند اگزوزوم‌های موجود در اشک را جذب کنند.این لنز تماسی ریز محفظه سیگنالینگ کونژوگه با آنتی‌بادی (ACSM-CL) را می‌توان برای تشخیص با آنتی‌بادی‌های خاص برچسب‌گذاری شده با نانوذرات برای تجسم انتخابی رنگ‌آمیزی کرد.این طرح، یک پلت فرم بالقوه برای پیش غربالگری سرطان و یک ابزار تشخیصی حمایتی است که آسان، سریع، حساس، مقرون به صرفه و غیرتهاجمی است.اگزوزوم‌ها در بیشتر سلول‌ها تشکیل می‌شوند و در بسیاری از مایعات بدن مانند پلاسما، بزاق، ادرار و اشک ترشح می‌شوند.
زمانی تصور می‌شد که محل تخلیه مواد ناخواسته از سلول‌های منشأ آن‌ها باشد، اکنون مشخص شده است که اگزوزوم‌ها می‌توانند بیومولکول‌های مختلف را بین سلول‌ها انتقال دهند.همچنین نشان داده شده است که انبوهی از پروتئین‌های سطحی روی اگزوزوم‌ها وجود دارد.برخی از آن‌ها در همه اگزوزوم‌ها مشترک هستند و برخی دیگر در پاسخ به سرطان، عفونت‌های ویروسی یا آسیب افزایش می‌یابند.
علاوه بر این، اگزوزوم‌های مشتق شده از تومور‌ها می‌توانند به شدت بر تنظیم، پیشرفت و متاستاز تومور تأثیر بگذارند.به دلیل این قابلیت‌ها، علاقه زیادی به استفاده از اگزوزوم‌ها برای تشخیص سرطان و پیش‌بینی و درمان وجود دارد.با این حال، مشکل در جداسازی اگزوزوم‌ها در مقدار و خلوص کافی برای این منظور، مانع از این شده است. روش‌های فعلی شامل اولتراسانتریفیوژ و گرادیان‌های چگالی خسته‌کننده و زمان‌بر است که حداقل ده ساعت طول می‌کشد تا تکمیل شود.همچنین مشکلات بیشتری در تشخیص اگزوزوم‌های جدا شده وجود دارد.
روش‌های رایج به تجهیزات گران قیمت و پرمصرف نیاز دارند.تیم TIBI از تخصص خود در طراحی و ساخت حسگر‌های زیستی لنز‌های تماسی استفاده کرده است تا نیاز به این روش‌های جداسازی را با ابداع ACSM-CL برای گرفتن اگزوزوم‌ها از اشک، که منبعی بهینه و پاک‌تر از اگزوزوم‌ها نسبت به خون، ادرار و بزاق است، از بین ببرند.
آن‌ها همچنین آماده سازی ACSM-CL را با استفاده از رویکرد‌های جایگزین تسهیل و بهینه کردند.این تیم هنگام ساخت ریز محفظه‌ها برای لنز خود، از روش برش و حکاکی لیزری مستقیم به جای قالب‌گیری معمولی برای حفظ ساختار لنز استفاده کردند.علاوه بر این، تیم تحقیقاتی روشی را معرفی کردند که سطوح ریز محفظه را به طور شیمیایی اصلاح کرد تا آن‌ها را برای اتصال آنتی بادی فعال کند.این روش به جای رویکرد‌های استاندارد، که در آن مواد فلزی یا نانو کربنی باید در محیط‌های گران‌قیمت اتاق تمیز استفاده شوند، پیاده سازی شده است.
سپس تیم روش‌هایی را برای اتصال یک آنتی‌بادی جذب به ریز محفظه‌های ACSM-CL و یک آنتی‌بادی تشخیص متفاوت (کنترل مثبت) روی نانوذرات طلا که می‌توان به‌صورت طیف‌سنجی مشاهده کرد، بهینه کرده است.هر دوی این آنتی بادی‌ها برای دو نشانگر سطحی مختلف که در همه اگزوزوم‌ها یافت می‌شوند، اختصاصی هستند.
در یک آزمایش اعتبار سنجی اولیه، ACSM-CL در برابر اگزوزوم‌های ترشح شده، از ده رده سلولی مختلف بافت و سرطان آزمایش شد.توانایی گرفتن و تشخیص اگزوزوم‌ها با تغییرات طیف‌سنجی مشاهده‌شده در تمام نمونه‌های آزمایش، در مقایسه با کنترل‌های منفی تأیید شد.
نتایج مشابهی زمانی به دست آمد که ACSM-CL در برابر ده نمونه اشک مختلف جمع آوری شده از داوطلبان مورد آزمایش قرار گرفت.در آزمایش‌های نهایی، اگزوزوم‌های موجود در سوپرناتانت‌های جمع‌آوری‌شده از سه رده سلولی مختلف با بیان نشانگر سطحی متفاوت در برابر ACSM-CL، همراه با ترکیب‌های مختلف آنتی‌بادی‌های تشخیص خاص نشانگر مورد آزمایش قرار گرفتند.الگو‌های حاصل از تشخیص و عدم تشخیص اگزوزوم‌ها از سه رده سلولی مختلف مطابق انتظار بود، بنابراین توانایی ACSM-CL در ضبط و تشخیص دقیق اگزوزوم‌ها با نشانگر‌های سطحی مختلف تأیید شد.
علی خادم حسینی، دکتری، مدیر و مدیرعامل TIBI، گفت: اگزوزوم‌ها منبع غنی از نشانگر‌ها و مولکول‌های زیستی هستند که می‌توانند برای چندین کاربرد زیست پزشکی مورد هدف قرار گیرند.روش شناسی که تیم ما ایجاد کرده است، توانایی مان را برای استفاده از این منبع بسیار تسهیل می‌کند.
این لنز با ریز محفظه‌های متصل به آنتی‌بادی‌هایی طراحی شده بود که می‌توانند اگزوزوم‌های موجود در اشک را جذب کنند.این لنز تماسی ریز محفظه سیگنالینگ کونژوگه با آنتی‌بادی (ACSM-CL) را می‌توان برای تشخیص با آنتی‌بادی‌های خاص برچسب‌گذاری شده با نانوذرات برای تجسم انتخابی رنگ‌آمیزی کرد.این طرح، یک پلت فرم بالقوه برای پیش غربالگری سرطان و یک ابزار تشخیصی حمایتی است که آسان، سریع، حساس، مقرون به صرفه و غیرتهاجمی است.اگزوزوم‌ها در بیشتر سلول‌ها تشکیل می‌شوند و در بسیاری از مایعات بدن مانند پلاسما، بزاق، ادرار و اشک ترشح می‌شوند.
زمانی تصور می‌شد که محل تخلیه مواد ناخواسته از سلول‌های منشأ آن‌ها باشد، اکنون مشخص شده است که اگزوزوم‌ها می‌توانند بیومولکول‌های مختلف را بین سلول‌ها انتقال دهند.همچنین نشان داده شده است که انبوهی از پروتئین‌های سطحی روی اگزوزوم‌ها وجود دارد.برخی از آن‌ها در همه اگزوزوم‌ها مشترک هستند و برخی دیگر در پاسخ به سرطان، عفونت‌های ویروسی یا آسیب افزایش می‌یابند.
علاوه بر این، اگزوزوم‌های مشتق شده از تومور‌ها می‌توانند به شدت بر تنظیم، پیشرفت و متاستاز تومور تأثیر بگذارند.به دلیل این قابلیت‌ها، علاقه زیادی به استفاده از اگزوزوم‌ها برای تشخیص سرطان و پیش‌بینی و درمان وجود دارد.با این حال، مشکل در جداسازی اگزوزوم‌ها در مقدار و خلوص کافی برای این منظور، مانع از این شده است. روش‌های فعلی شامل اولتراسانتریفیوژ و گرادیان‌های چگالی خسته‌کننده و زمان‌بر است که حداقل ده ساعت طول می‌کشد تا تکمیل شود.همچنین مشکلات بیشتری در تشخیص اگزوزوم‌های جدا شده وجود دارد.
روش‌های رایج به تجهیزات گران قیمت و پرمصرف نیاز دارند.تیم TIBI از تخصص خود در طراحی و ساخت حسگر‌های زیستی لنز‌های تماسی استفاده کرده است تا نیاز به این روش‌های جداسازی را با ابداع ACSM-CL برای گرفتن اگزوزوم‌ها از اشک، که منبعی بهینه و پاک‌تر از اگزوزوم‌ها نسبت به خون، ادرار و بزاق است، از بین ببرند.
آن‌ها همچنین آماده سازی ACSM-CL را با استفاده از رویکرد‌های جایگزین تسهیل و بهینه کردند.این تیم هنگام ساخت ریز محفظه‌ها برای لنز خود، از روش برش و حکاکی لیزری مستقیم به جای قالب‌گیری معمولی برای حفظ ساختار لنز استفاده کردند.علاوه بر این، تیم تحقیقاتی روشی را معرفی کردند که سطوح ریز محفظه را به طور شیمیایی اصلاح کرد تا آن‌ها را برای اتصال آنتی بادی فعال کند.این روش به جای رویکرد‌های استاندارد، که در آن مواد فلزی یا نانو کربنی باید در محیط‌های گران‌قیمت اتاق تمیز استفاده شوند، پیاده سازی شده است.
سپس تیم روش‌هایی را برای اتصال یک آنتی‌بادی جذب به ریز محفظه‌های ACSM-CL و یک آنتی‌بادی تشخیص متفاوت (کنترل مثبت) روی نانوذرات طلا که می‌توان به‌صورت طیف‌سنجی مشاهده کرد، بهینه کرده است.هر دوی این آنتی بادی‌ها برای دو نشانگر سطحی مختلف که در همه اگزوزوم‌ها یافت می‌شوند، اختصاصی هستند.
در یک آزمایش اعتبار سنجی اولیه، ACSM-CL در برابر اگزوزوم‌های ترشح شده، از ده رده سلولی مختلف بافت و سرطان آزمایش شد.توانایی گرفتن و تشخیص اگزوزوم‌ها با تغییرات طیف‌سنجی مشاهده‌شده در تمام نمونه‌های آزمایش، در مقایسه با کنترل‌های منفی تأیید شد.
نتایج مشابهی زمانی به دست آمد که ACSM-CL در برابر ده نمونه اشک مختلف جمع آوری شده از داوطلبان مورد آزمایش قرار گرفت.در آزمایش‌های نهایی، اگزوزوم‌های موجود در سوپرناتانت‌های جمع‌آوری‌شده از سه رده سلولی مختلف با بیان نشانگر سطحی متفاوت در برابر ACSM-CL، همراه با ترکیب‌های مختلف آنتی‌بادی‌های تشخیص خاص نشانگر مورد آزمایش قرار گرفتند.الگو‌های حاصل از تشخیص و عدم تشخیص اگزوزوم‌ها از سه رده سلولی مختلف مطابق انتظار بود، بنابراین توانایی ACSM-CL در ضبط و تشخیص دقیق اگزوزوم‌ها با نشانگر‌های سطحی مختلف تأیید شد.
علی خادم حسینی، دکتری، مدیر و مدیرعامل TIBI، گفت: اگزوزوم‌ها منبع غنی از نشانگر‌ها و مولکول‌های زیستی هستند که می‌توانند برای چندین کاربرد زیست پزشکی مورد هدف قرار گیرند.روش شناسی که تیم ما ایجاد کرده است، توانایی مان را برای استفاده از این منبع بسیار تسهیل می‌کند.
پربينندهترين مطالب و خبرها
