به گزارش بی بدیل پرداز، محققان دانشگاه شیراز به موفقیت رسیدند سامانه ای مینیاتوری و نوآورانه برای تشخیص فوری و دقیق سرطان های خونی در بزرگسالان طراحی نمایند ابزاری که عملکردی مشابه بینی الکترونیکی نوری دارد.
به گزارش بی بدیل پرداز به نقل از پایگاه خبری فناوری نانو ایران، محققان دانشگاه شیراز به موفقیت رسیدند سامانه ای مینیاتوری و نوآورانه برای تشخیص فوری و دقیق سرطان های خونی در بزرگسالان طراحی کنند؛ ابزاری که بر پایه آرایه ای از نقاط کوانتومی کربنی فلورسانس و نانوخوشه های فلزی ساخته شده و عملکردی مشابه «بینی الکترونیکی نوری» دارد. این سامانه با حساسیت بالا می تواند ترکیبات آلی فرّار (VOCs) موجود در خون بیماران را شناسایی کرده و تفاوت میان نمونه های سالم و دچار سرطان را با دقت بسیار بالا مشخص نماید.
این فناوری نوین از آنجا اهمیت دارد که ترکیبات آلی فرّار خون بعنوان نشانگر زیستی سرطان خون شناخته می شوند. در این طراحی جدید، محققان با استفاده از فناوری نانو، آرایه ای متشکل از هفت عنصر سنسور فلورسانس شامل نانوکلاسترهای فلزی، نقاط کوانتومی را روی بستری از کاغذ واتمن نشاندند. این بستر کاغذی در یک محفظه مکعبی کوچک که با فناوری چاپ سه بعدی ساخته شده بود قرار گرفت.
دستگاه شامل دو بخش اصلی یعنی ناحیه سنسور و ناحیه نگهداری نمونه است که در فضایی کوچک و قابل حمل ادغام شده اند.
عملکرد دستگاه به این صورت است که تنها با استفاده از ۶۰ میکرولیتر نمونه خون، در دمای ۵۰ درجه سانتی گراد و طی مدت سه ساعت، تغییرات فلورسانسی ویژه ای در عناصر سنسور ایجاد می شود. این تغییرات ناشی از واکنش ترکیبات آلی فرّار خون با حسگرها بوده و بصورت یک امضای رنگ سنجی قابل تشخیص ظاهر می شوند. سپس داده های تصویری حاصل با استفاده از روش آماری «تحلیل افتراقی خطی» (LDA) پردازش می شوند تا تمایز دقیق میان نمونه های سالم و سرطانی مشخص شود.
برای ارزیابی عملکرد این سامانه، محققان ۷۰ مورد تازه از بیماران دچار لوسمی (سرطان خون حاد) و ۵۱ فرد سالم در رده سنی ۲۰ تا ۵۰ سال را مورد بررسی قرار دادند. تمامی بیماران قبل از شروع درمان شیمی درمانی انتخاب شدند تا امکان سنجش دستگاه در مرحله تشخیص اولیه برقرار شود. نتایج نشان داد که دستگاه توانست تمامی نمونه های سرطانی و سالم را با دقت بسیار بالا از یکدیگر تفکیک کند.
این دستگاه بویایی نوری مینیاتوری مجموعه ای از مزایا را برای کاربرد در تشخیص پزشکی بهمراه دارد:
غیرتهاجمی یا کم تهاجمی بودن: برعکس روش های رایج مانند نمونه برداری مغز استخوان، این فناوری تنها به مقادیر کمی خون نیاز دارد.
اندازه کوچک و قابل حمل بودن: طراحی کاغذی و استفاده از چاپ سه بعدی سبب سبک و ساده شدن دستگاه شده است.
سرعت و هزینه پایین: پروسه تشخیص در مدت کوتاهی صورت می گیرد و نیاز به تجهیزات پیچیده و گران قیمت ندارد.
حساسیت و اختصاصیت بالا: دقت صددرصدی در تمایز نمونه ها بیان کننده توان تشخیصی فوق العاده دستگاه است.
تشخیص سرطان های خونی، خصوصاً لوسمی حاد، به طور معمول برمبنای وجود تعداد زیادی سلول های نابالغ در مغز استخوان صورت می گیرد. از آنجائیکه مرحله بیماری در درمان اولیه این نوع سرطان نقش تعیین کننده ای ندارد، تشخیص زودهنگام اهمیت ویژه ای می یابد. هدف اصلی این تحقیق نیز ارائه ابزاری ساده و سریع برای شناسایی بیماران در مراحل ابتدایی و قبل از شروع درمان بود. این مورد می تواند در افزایش شانس درمان موفق و بهبود کیفیت زندگی بیماران نقش به سزایی داشته باشد.
پژوهشگران دانشگاه شیراز در عین حال به محدودیت های مطالعه اشاره کرده اند. بگفته آنان، تعداد نمونه های بررسی شده نسبتاً محدود بوده و برای افزایش اعتبار نتایج، مطالعات آینده باید با نمونه های بیشتر و متنوع تر در گروههای سنی و شرایط بالینی مختلف صورت گیرد. همین طور اعتبارسنجی بالینی در مراکز درمانی گوناگون می تواند به تجاری سازی و کاربرد گسترده این فناوری کمک نماید.
با وجود این محدودیت ها، موفقیت جدید دانشگاه شیراز یک گام مهم در راه توسعه ابزارهای تشخیص سریع، ارزان و دقیق سرطان خون به حساب می آید. این فناوری نه فقط می تواند در حوزه هماتولوژی تحولی بوجود آورد، بلکه با اصلاح و توسعه بیشتر، قابلیت به کارگیری در تشخیص سایر بیماری ها و سرطان های مبتنی بر نشانگرهای فرّار زیستی را نیز خواهد داشت.