وقتی فناوری نانو به شکار DNA سرطانی می‌رود

تیمی به رهبری دانشگاه موناش استرالیا با دریافت حمایت مالی پژوهشی، گامی مهم در مسیر توسعه یک حسگر زیستی مبتنی بر گرافن اکسید برداشته است؛ حسگری که می‌تواند با یک آزمایش خون ساده، نشانه‌های ژنتیکی سرطان را در مراحل بسیار اولیه شناسایی کند و چشم‌انداز تشخیص زودهنگام این بیماری را دگرگون کند.

به گزارش ایسنا، دانشگاه موناش و شبکه درمانی موناش هلث (Monash Health) موفق به دریافت کمک‌هزینه پژوهشی ۱۰۰ هزار دلاری از بنیاد «لاو یور سیستر» (Love Your Sister Foundation) شده‌اند؛ حمایتی که از طریق بنیاد موناش هلث تأمین شده و هدف آن توسعه یک حسگر زیستی مبتنی بر گرافن اکسید برای تشخیص زودهنگام سرطان است. این حسگر نوین با تمرکز بر شناسایی DNA توموری در گردش خون، موسوم به ctDNA، طراحی می‌شود؛ مولکول‌هایی که می‌توانند نشانه‌ای بسیار زودرس از وجود سرطان در بدن باشند.

پروژه موسوم به GO-ctDNA یک همکاری میان‌رشته‌ای گسترده را در بر می‌گیرد که حوزه‌هایی همچون انکولوژی، مهندسی، نانوساخت، زیست‌شناسی ساختاری و فناوری‌های پیشرفته پژوهشی را به هم پیوند می‌زند. این همکاری میان موناش هلث، دانشگاه موناش (Monash University) و زیرساخت‌های ملی پژوهشی استرالیا شکل گرفته و نمونه‌ای شاخص از هم‌افزایی میان نیازهای بالینی و نوآوری‌های مهندسی به شمار می‌رود.

به گفته دکتر گو یاو هو، رئیس آزمایشگاه ایمنی‌شناسی سرطان در دانشکده علوم بالینی موناش هلث، این پروژه تلاقی کم‌نظیری میان فناوری و پزشکی بالینی ایجاد کرده است. او تأکید می‌کند که در صورت موفقیت، حسگر زیستی GO-ctDNA می‌تواند تشخیص سرطان را متحول کند؛ چراکه امکان شناسایی جهش‌های سرطانی را با حساسیتی بی‌سابقه و از طریق یک آزمایش خون غیرتهاجمی فراهم می‌سازد، حتی پیش از آنکه علائم بالینی بیماری ظاهر شوند.

هدف اصلی تیم پژوهشی، طراحی و ساخت حسگری قابل‌حمل و مقرون‌به‌صرفه است که بتواند مقادیر بسیار ناچیزی از DNA منشأگرفته از تومور را در خون و حتی ادرار شناسایی کند. این حسگر زیستی به‌گونه‌ای طراحی خواهد شد که جهش‌های ژنتیکی خاص مرتبط با انواع سرطان را تشخیص دهد و در صورت حضور این جهش‌ها، یک سیگنال فلورسانس قابل‌اندازه‌گیری تولید کند. چنین رویکردی می‌تواند دقت و سرعت تشخیص را به‌طور چشمگیری افزایش دهد.

برای ساخت این حسگر، پژوهشگران سطح گرافن اکسید را به‌صورت مهندسی‌شده اصلاح می‌کنند تا رشته‌های کوتاه DNA بتوانند به‌طور پایدار به آن متصل شوند. این رشته‌ها نقش گیرنده‌های مولکولی را ایفا می‌کنند و در صورت مواجهه با جهش‌های سرطانی هدف، فعال شده و نور گسیل می‌کنند. استفاده از گرافن اکسید به‌عنوان بستر، به‌دلیل سطح ویژه بالا، خواص نوری منحصربه‌فرد و سازگاری زیستی مناسب آن، مزیتی کلیدی در افزایش حساسیت و کارایی حسگر به شمار می‌رود.

تیم تحقیقاتی برای بهینه‌سازی عملکرد این سامانه، از فناوری‌های پیشرفته سینکروترونی و روش‌های نانوساخت بهره خواهد گرفت. این ابزارها امکان تنظیم دقیق ویژگی‌های سطحی گرافن اکسید و بررسی رفتار آن در تماس با نمونه‌های زیستی واقعی را فراهم می‌کنند. آزمون حسگر با نمونه‌های بالینی، مرحله‌ای حیاتی برای ارزیابی دقت، پایداری و قابلیت اطمینان آن در شرایط نزدیک به کاربرد واقعی محسوب می‌شود.

به نقل از ستاد نانو، چشم‌انداز بلندمدت این پروژه، فراتر از توسعه یک ابزار آزمایشگاهی است. پژوهشگران امیدوارند که با پیشرفت این فناوری، آزمایش‌های تشخیص سرطان از محیط‌های تخصصی و متمرکز آزمایشگاهی فراتر رفته و به فضاهای درمانی سرپایی یا حتی مراکز درمانی مناطق کم‌برخوردار راه پیدا کند. نسخه قابل‌حمل این حسگر می‌تواند به پزشکان اجازه دهد پاسخ بیماران به درمان را به‌صورت مستمر پایش کنند و بازگشت بیماری را در مراحل بسیار ابتدایی شناسایی کنند.

چنین قابلیتی می‌تواند نقش مهمی در ارائه مراقبت‌های شخصی‌سازی‌شده و به‌موقع ایفا کند؛ مراقبت‌هایی که نه‌تنها شانس موفقیت درمان را افزایش می‌دهند، بلکه فشار روانی و جسمی وارد بر بیماران را نیز کاهش می‌دهند. این پروژه نمونه‌ای روشن از آن است که چگونه نانوفناوری و مواد پیشرفته می‌توانند به قلب چالش‌های جدی پزشکی نفوذ کنند و مسیرهای تازه‌ای برای تشخیص و درمان بیماری‌های پیچیده بگشایند.

*