فناوری نانو به جنگ سرطان می‌رود

این نانوحسگر می‌تواند میزان تضعیف سیستم ایمنی در برابر سلول‌های سرطانی را تشخیص دهد و در زمان مناسب از پیشروی سلول‌های سرطانی جلوگیری کند. این ابزاردرمانی اکنون در مقیاس آزمایشگاهی ساخته شده است.

نانوحسگرها بر اساس ساختار به سه نوع نانوحسگر کوانتومی، نانو لوله‌های کربنی و نانوابزارها تقسیم‌بندی می‌شوند. نانو ابزارها، همان حسگرهایی هستند که در فرآیندهای زیستی نیز می‌توان از آنها استفاده کرد.

این نانو حسگرها به شناسایی آلودگی شیمیایی یا ویروسی در مواد غذایی و محصولات کشاورزی کمک می‌کنند.

همچنین در پژوهش‌های علمی روز دنیا استفاده از این نانو ابزارها بسیار تاثیرگذار است. در نهایت این ابزارها به دلیل ابعاد کوچک‌تر، انرژی کمتری مصرف می‌کنند و قیمت تمام شده کمتری دارند. در نتیجه استفاده از آنها در دستگاه‌های کوچک بصرفه است.

نانوحسگرها برای تشخیص به کمک پزشکان می‌آیند

ساخت نانوحسگرهای زیستی و استفاده از آنها برای تشخیص سلول‌های سرطانی پیشرفت بزرگی در علم پزشکی به شمار می‌رود و می‌توان انتظار نتایج شگفتی از این نوآوری در آینده دنیای پزشکی داشت.

دکتر محمد جوهری، عضو هیات علمی دانشکده داروسازی دانشگاه علوم پزشکی اردبیل، درباره اهمیت طراحی و ساخت این نانوحسگرها در تشخیص بیماری‌ها به جام‌جم می‌گوید: نانوحسگرها ابزاری هستند که در سال‌های اخیر در دنیا برای تشخیص مواد زیستی و غیرزیستی مورد توجه قرار گرفته‌اند. با پیشرفت فناوری و ساخت نانوحسگرهای پیشرفته، امروزه امکان تشخیص زود هنگام بیماری‌ها فراهم شده است. در آینده بسیار نزدیک، شاهد فناوری‌های منحصر به فردی از نانوحسگرها خواهیم بود که از راه دور قابل کنترل هستند. برخلاف روش‌های قدیمی، نانوحسگرها قادرند در هر مکان و زمانی تست‌های مربوط به بیمار را انجام دهند.

دکتر جوهری درباره نقش این نانوحسگرها در دنیای پزشکی می‌گوید: قابلیت نانوحسگرها در کمک به پزشک برای تشخیص منحصربه‌فرد است. این پتانسیل برای تشخیص تمام بیماری‌ها وجود دارد. نانوحسگرهای زیادی در فازهای مطالعاتی قرار دارند و تعدادی از آنها نیز به عنوان محصولات تشخیصی وارد بازار مصرف شده است.

مزیت استفاده از نانوحسگرها در پیشگیری از سرطان

پژوهشگر دانشگاه علوم پزشکی اردبیل درباره نحوه کار این نوع نانوحسگرها برای جلوگیری از گسترش سلول‌های سرطانی در بدن توضیح می‌دهد: پس از ایجاد سرطان، عوامل مختلفی در گسترش سرطان در بدن انسان نقش دارند. با تغییراتی که در سیستم ایمنی بدن اتفاق می‌افتد، زمینه گسترش سرطان (فرآیند متاستاز) در بدن فراهم می‌شود. در ادامه کار با ردیابی این تغییرات می‌توان به شروع گسترش سرطان پی برد. به طور مثال تومورها پس از مصرف تریپتوفان (Tryptophan) که یک اسیدآمینه ضروری موجود در بدن است، به کمک آنزیم‌های خاصی آن را به کینورنین (Kynurenine) تبدیل می‌کنند. کینورنین (یک ترکیب شیمیایی) تولید شده به گیرنده‌های موجود در سطح سلول‌های ایمنی (مثل B Cell و T Cell) متصل و مانع از فعالیت ایمنی این سلول‌ها در مقابل سلول‌های سرطانی می‌شود. به دنبال این اتفاق، سرطان با فرآیند متاستاز به سایر نقاط بدن سرایت می‌کند که این اتفاق، دلیل عمده مرگ بسیاری از افراد مبتلا به سرطان است. با به‌کارگیری نانوحسگری که در ردیابی زودهنگام فرآیند متاستاز توانمند است، می‌توان اقدامات درمانی لازم برای جلوگیری از گسترش سرطان را بموقع انجام داد.

دکتر جوهری درباره مزیت این نانوحسگرها و زمان عرضه آنها به بازار می‌گوید: هدف از انجام این کار تحقیقاتی، طراحی نانوحسگری زیستی برای مطالعه میزان تضعیف سیستم ایمنی بر اثر رشد سلول‌های سرطانی مثل سرطان کبد، تومور مغزی و سرطان ریه است. وی می‌افزاید: گروه تحقیقاتی ما در حال انجام مطالعات گسترده‌ای در این زمینه است و امیدواریم در آینده‌ای نزدیک، شاهد ورود محصولات مختلف دانش‌بنیان از این گروه تحقیقاتی باشیم. در مرحله ورود به بازار مصرف، مزایای خاص این نانوحسگر شامل قیمت مناسب، حساسیت بالا، محدوده تشخیص خطی وسیع، در دسترس بودن، نیاز نداشتن به تخصص خاص برای آزمایش آن، قدرت انتخابی خوب، دقت و حساسیت بالاست. همچنین این نانوحسگرها زمینه را برای مطالعه اثر داروهای جدید روی سلول‌های سرطانی در محیط آزمایشگاهی بدون نیاز به موجود زنده فراهم می‌کنند.

پژوهشگر دانشگاه علوم پزشکی اردبیل با اشاره به این که مطالعات تکمیلی برای کاربردی کردن این نانوحسگر در حال انجام است، می‌گوید: امیدواریم محصول نهایی در آینده‌ای نه‌چندان دور و در قالب یک محصول دانش‌بنیان به بازار عرضه شود و در دسترس پزشکان و کارکنان بیمارستان‌ها قرار گیرد.

کاربرد نانوحسگرها در پزشکی

در پزشکی تحلیل شیمیایی محیط نیاز به روش‌هایی برای حس‌کردن مولکول‌های زیستی کوچک دارد. حس بویایی و چشایی در بدن انسان همین کار را انجام می‌دهد. سیستم ایمنی بدن نیز میلیون‌ها نوع مختلف را شناسایی می‌کند، اما هنگامی که نیاز به اطلاع از وضعیت درون بدن وجود دارد، نانوحسگرها با کاربرد مشابه وارد عمل می‌شوند. در پزشکی بالینی برای تشخیص بیماری‌ها و پیگیری روند درمان نیاز به آگاهی از وضعیت داخل بدن ضروری است و این نانوحسگرها ابزار مناسبی برای این منظور به حساب می‌آیند. امروز انواع نانوحسگرها در پزشکی با کاربردهای مختلف وجود دارد. ازجمله این نانوحسگرها، حسگرهایی برای تشخیص آسیب‌های ناشی از تشعشع در فضانوردان است که در سلول‌های خونی قرار داده می‌شود. همچنین دستگاهی که از عملگرهای آزمایشگاهی تشکیل شده و با حجم‌های بسیار کم مایعات سروکار دارد، اطلاعات دقیقی از یک نمونه آزمایشگاهی ارائه می‌دهد. در زمینه پزشکی نیاز به حسگرهایی که به صورت آزمایشگاه روی تراشه قرار بگیرد احساس می‌شده و از آن مهم‌تر ابعاد این نانوحسگرهاست که باید تا جای ممکن کوچک باشد. پژوهشگران این حوزه به کمک این نانوحسگرها می‌توانند کوچک‌ترین علائم بروز سرطان را شناسایی کنند و در کمترین زمان ممکن، اقدامات لازم را برای پیشگیری از ابتلا به انواع سرطان انجام دهند.

نانوحسگر چیست؟

نانوحسگرها، حسگرهایی در مقیاس نانو هستند که قابلیت شناسایی محرک‌های فیزیکی در حد یک نانومتر را دارند. هر نانومتر 9 ـ 10 متر است. این حسگرها امروز در محیط‌زیست، فرآیند بسته‌بندی مواد غذایی، کشاورزی، پزشکی و بسیاری رشته‌های دیگر کاربردهای فراوان دارند. حسگرها تغییرات فیزیکی و شیمیایی را اندازه‌گیری و آنها را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند. با این تعریف می‌توان گفت، دماسنج نخستین حسگر ساخته دست بشر بوده است. بعد از آن با توسعه دانش و فناوری، بشر به ساخت حسگرهای دقیق‌تر و کوچک‌تر با قابلیت‌های بیشتر روی آورد. طراحی نانوحسگرها، حاصل نیاز به چنین حسگرهایی بوده است که به دلیل ابعاد نانومتری می‌توانند با دقت، تغییرات فیزیکی و شیمیایی را اندازه‌گیری کنند. در حالت کلی می‌توان نانوحسگرهای زیستی را به عنوان سیستم‌هایی الهام گرفته شده از فعالیت‌های طبیعی بدن برای شناسایی عوامل مختلف تعریف کرد.

عنصر حسگر که در تماس با آشکارساز است، قسمت اصلی یک حسگر شیمیایی است و وظیفه شناسایی نمونه را به عهده دارد. بعد از این مرحله آشکارساز سیگنال‌های دریافتی را به سیگنال‌های خروجی قابل اندازه‌گیری تبدیل می‌کند. حسگرهای زیستی با تکیه بر اجزای زیستی مثل آنتی‌بادی‌ها وارد عمل می‌شوند و آنزیم‌ها، گیرنده‌ها یا کل سلول‌ها می‌توانند به عنوان عنصر حسگر استفاده شوند.

سپیده شعرباف - دانش