نفوذ به قلب ویروس‌ها با تکنیک‌های جدید تصویربرداری

تفاوت عمده فناوری MRI فعلی با آنچه شما ارائه کرده اید در چیست؟

بدیهی است که MRI یکی از طلایی‌ترین دستاوردهای دانش نوین بشری در زمینه تشخیص بیماری‌هاست؛ اما همواره کمبودهای ناشی از آن احساس می‌شده است. باید توجه کرد که با استفاده از قابلیت‌های MRI فعلی، تنها می‌توان تصاویری با ضریب دقت میلی‌متر و یا کمی کمتر از آن ارائه کرد. این ضریب، دقت خوبی است اما در بسیاری از موارد کارایی ندارد. از این رو تلاش کرده‌ایم تا سامانه جدید تصویربرداری ارائه کنیم که حتی بتواند تصاویر سه‌بعدی از ریزترین ذرات سازنده بدن انسان ارائه کند.

چرا تکنیک MRI فعلی قابلیت‌های چندانی در تشخیص دقیق‌ترین ذرات سازنده بدن ندارد؟

باید دقت کرد که دستگاه‌های MRI باید نیروهای مغناطیسی را شناسایی کند که بسیاربسیار ضعیف هستند. از سوی دیگر دستگاه‌های فعلی چندان حساسیت بالایی ندارند و نمی‌توان از آن در بررسی اجزای سازنده نظیر پروتئین‌ها استفاده کرد. اما در سامانه جدید مورد نظر ما، گام‌های بلندی برداشته شده و تلاش شده است کیفیت و دقت تصویربرداری‌ها تا یکصد میلیون بار افزایش یابد.

در خبرها آمده است که با استفاده از این فناوری نوین می‌توان تصاویر سه‌بعدی از تک‌مولکول‌ها و حتی پروتئین‌ها تهیه کرد. پس به این ترتیب می‌توان گفت که شما انقلابی بزرگ در تاریخ در دانش تشخیص دقیق پزشکی ایجاد کرده‌اید.

صحبت کردن در این خصوص چندان هم ساده نیست. ما هنوز در ابتدای راهی هستیم که انتهای آن دیده نمی‌شود. این دقیقا فرآیندی است که در خصوص سایر ابداعات بشری نیز صادق است. ما برای این که بتوانیم با استفاده از این فناوری نوین تصاویر سه‌بعدی نیز ارائه کنیم باید از سایر فناوری‌های در حال ابداع مهندسی پزشکی نیز استفاده کنیم تا به نتیجه مطلوب برسیم. پس صحبت کردن درباره این بخش از فناوری مورد نظر ما کمی زود است، هرچند امیدهای زیادی داریم.

کمی درباره چگونگی عملکرد این فناوری نوین صحبت کنید.

این سامانه تصویربرداری جدید «سامانه ریزبینی نیروهای رزونانس مغناطیسی» نام دارد. درباره عملکرد کمی پیچیده آن باید بگویم که با کنار زده شدن محدودیت‌های موجود در دستگاه‌های MRI فعلی، تلاش شده است تا از یک شناسایی‌کننده بسیار حساس فیزیکی و البته نه الکتریکی، برای به دام انداختن و استفاده از نیروهای مغناطیسی استفاده شود. نیروهایی که درباره آن صحبت می‌کنیم به وسیله هسته در حال چرخش سامانه ایجاد می‌شوند و نتیجه کلی کار چیزی نیست جز ارائه دقیق‌ترین تصاویر ممکن از ریزترین اجزای بدن. این چیزی است که بیش از چندین دهه به عنوان یکی از بزرگ‌ترین آرزوهای دانشمندان شاخه تشخیصی در رشته علوم پزشکی قلمداد می‌شده است.

ساختار مدل پیش‌ساخته شما چگونه است؟

در این مدل اولیه یک نگهدارنده ویژه وجود دارد که نمونه مورد نظر برای تصویربرداری را در خود نگاه می‌دارد. جنس این نگهدارنده از سیلیکون بسیار حساس است. از سوی دیگر در کنار این نگاهدارنده از ریزمغناطیسی استفاده شده است که در ترکیب با یک قطعه سیم بسیار کوچک (میکروسکوپی)، میدان مغناطیسی نوسان‌داری ایجاد می‌شود که می‌تواند هسته هیدروژنی موجود در نمونه مورد نظر محقق را به واسطه فعالیت مغناطیس، به لرزه درآورد. این لرزش‌ها در ادامه از سوی سامانه لیزری نصب شده در دستگاه، شناسایی و در خلق تصویر بسیار دقیق به کار گرفته می‌شود.

آیا تا پیش از این نیز نمونه‌های مشابهی ارائه شده بود؟

ما به جرات می‌گوییم نخستین گروه در دنیا هستیم که از چنین فناوری نوینی برای بررسی نمونه‌های زیستی استفاده کرده‌ایم. البته جرقه‌های اولیه ارائه این فناوری نوین به سال 2004 بازمی‌گردد، زمانی که شرکت آی.بی.ام به عنوان پیشروترین گروه تحقیقاتی جهان مقدمات استفاده از آن را فراهم کرده بود. تا پیش از این، از این فناوری در امور دیگر استفاده شده است؛ اما بهره‌برداری از آن در دقیق‌ترین بررسی‌های علمی و پزشکی، نخستین بار است که صورت می‌گیرد.

با توجه به ویژگی‌های این سامانه جدید، کاربردهای آن گسترده خواهد بود. استقبال مراکز علمی و تحقیقاتی و همچنین تشخیصی آمریکا و اروپا چگونه بوده است؟

ما برای ارائه این فناوری نوین سرمایه‌گذاری قابل توجهی داشته‌ایم. با توجه به موفقیت اولیه‌ای که کسب کرده‌ایم نگرانی چندانی برای ارائه تجاری آن نداریم. از سوی دیگر از هم‌اکنون برخی شرکت‌ها و مراکز درمانی و تشخیصی آمریکا و اروپا برای کسب حق تولید آن مکاتباتی را با ما آغاز کرده‌اند.

به نظر شما منحصر به‌فردترین بخش این فناوری نوین چیست؟

در حال حاضر تکنیک‌های تصویربرداری فعلی تنها می‌توانند تصاویری در خصوص سطح نمونه‌های مورد نظر در اختیار محققان قرار دهند؛ اما با استفاده از این سامانه تصویربرداری جدید، براحتی می‌توان به عمق نمونه‌های زیستی نفوذ و تصاویر سه‌بعدی و کاربردی از مولکول‌ها و پروتئین‌ها تهیه کرد. این فناوری می‌تواند جنبه‌های کاربردی فراوانی در تشخیص‌های پزشکی داشته باشد. بی‌شک استفاده از این دستگاه MRI جدید می‌تواند امیدهای مؤثری را برای تشخیص و درمان بیماری‌های پیچیده و «سخت‌درمان» ایجاد کند.

آیا می‌توان گفت این فناوری نوین مبتنی بر دانش فناوری نانو ارائه شده است؟

به نوعی می‌توان چنین گفت. دقت کنید که‌‌تصاویری که با استفاده از این دستگاه جدید ارائه می‌شود بیش از یکصد میلیون برابر دقیق‌تر و روشن‌تر از تصاویر قبلی است. در حقیقت تصاویری که با استفاده از این دستگاه از نمونه‌های مختلف زیستی به دست می‌آید تا چند نانومتر دقت دارد و این می‌تواند گامی بلند در استفاده از دانش نانو برای تشخیص دقیق پزشکی محسوب شود.

فاز بعدی تحقیقات شما در این پروژه چه‌‌چیزی است؟

ما برنامه‌های زیادی را برای آینده در سر می‌پرورانیم. بررسی ساختار درونی پروتئین‌ها و پرده برداشتن از رموز متعدد ریزترین ساختارهای زیستی از جمله برنامه‌های آتی ماست که البته تحقق آنها صرفا در گرو اختصاص بودجه‌های تحقیقاتی قابل توجه صورت خواهد گرفت.

دکتر دن راجر که هم‌اکنون از برجسته‌ترین چهره‌های تحقیقاتی در شرکت بزرگ آی.بی.ام به حساب می‌آید، عمده تمرکز خود را بر مطالعات مرتبط با تصویربرداری‌های بسیار دقیق معطوف کرده و طی چند سال گذشته بیش از 100 مقاله تحقیقاتی و حدود 20 اختراع و ابداع در این زمینه داشته است.

مهدی پیرگزی