امکان تشخیص سرطان با کمک آزمایش ادرار
تیمی از پژوهشگران بین‌المللی با همکاری آوا سلیمانی محقق ایرانی، موفق به طراحی و ساخت نوعی ماده ترکیبی متشکل از نانو ذرات طلا شدند که پس از تزریق به بدن بیماران مبتلا به سرطان روده، ادرار آن‌ها را آبی‌رنگ کرده و به تشخیص زودهنگام بیماری کمک می‌کند.
سرطان یکی از بیماری‌های مهم و جدی است که در فهرست مرگبارترین بیماری‌های جهان قرار داشته و بسیاری از افراد با آن دست‌وپنجه نرم می‌کنند. در این میان تشخیص سریع و به‌موقع سرطان می‌تواند اهمیتی در حد مرگ و زندگی داشته باشد. متأسفانه اکثر روش‌های مدرن و فعلی تشخیص سرطان، بسیار گران‌قیمت و زمان‌بر هستند که این موضوع سبب شده است تا استفاده از آن‌ها برای عموم مردم به‌ویژه در مناطق روستایی و توسعه‌نیافته، ممکن نباشد. این موضوع سبب شد تا تیمی از پژوهشگران بین‌المللی اقدام به مطالعه گسترده‌ای در این رابطه کردند که منجر به شناسایی روشی ارزان‌قیمت، سریع و ساده برای کشف سرطان شد. در این روش، تنها نمونه ادرار بیمار موردنیاز است و رنگ ادرار فرد بیمار دچار تغییر میشود. البته در حال حاضر این آزمایش تنها برای شناسایی سرطان روده قابل‌استفاده است.
پژوهشگران برای بررسی احتمال وجود عوارض جانبی مصرف این ماده، به مدت چهار هفته موش‌های آزمایشگاهی را تحت بررسی قرار داده و طی یک پیگیری چهارهفته‌ای، حیوانات هیچ نشانه‌ای از عوارض جانبی به این ماده نشان ندادند. به گفته پژوهشگران، هیچ مدرکی مبنی بر وجود پروتئین حسگر یا نانو طلای آزاد در بدن آن‌ها پس از مصرف این ماده وجود ندارد.
این فناوری که در مراحل اولیه خود به سر می‌برد؛ توسط گروهی مشترک از پژوهشگران امپریال کالج لندن و انستیتوی فناوری ماساچوست ساخته‌شده و تاکنون فقط روی موش‌ها آزمایش‌شده است. نوع عملکرد ماده فوق به این صورت است که پس از تزریق آن به بدن، نانو حسگرها توسط پروتئازها (آنزیم‌های آزادشده توسط تومورها – proteases) که از طریق کلیه عبور می‌کنند، شکسته می‌شوند. پژوهشگران دریافتند که ادرار موش‌های دارای غدد سرطانی در این آزمایش به رنگ آبی درمی‌آیند درحالی‌که ادرار موش‌های سالم به رنگ زرد و معمولی باقی می‌ماند.
پرفسور مالی استیونز (Molly Stevens) استاد امپریال کالج لندن و از اعضای تیم پژوهشی فوق، در این رابطه گفت: «این آزمایش بدون نیاز به ابزارهای آزمایشگاهی گران و پرکاربرد و تنها با بهره‌گیری از این واکنش شیمیایی که تغییر رنگ ایجاد می‌کند، قابلیت استفاده دارد. نتیجه این آزمایش می‌تواند توسط یک تلفن هوشمند ضبط‌شده و به متخصصان و پزشکانی که در محل نبوده و درجایی بسیار دورتر هستند، منتقل شود و متعاقباً دستورات درمانی از این طریق ارائه خواهد شد.»
برای انجام این مطالعه، پژوهشگران امپریال کالج لندن و انستیتوی فناوری ماساچوست، نانو حسگرهایی متشکل از نانو ذرات طلای بسیار کوچک (AuNCs) ایجاد کردند که هنگام مواجه‌شدن با لایه‌های شیمیایی خاصی ازجمله پراکسید هیدروژن (hydrogen peroxide) تغییر رنگ می‌دهند. این نانو حسگرها پس از ورود به بدن بیمار، وارد جریان خون شده و نانو ذرات طلای موجود در آن وارد کلیه‌ها شده و در آنجا از طریق ادرار پایش می‌شوند. در این آزمایش، پژوهشگران از 28 موش آزمایشگاهی بهره بردند که 14 تای آن‌ها دارای تومورهای سرطان روده بوده و 14 نمونه دیگر، کاملاً سالم بودند. این آزمایش تغییر رنگ با دقت زیادی توانایی تشخیص دادن نمونه‌های ادرار موش‌های سرطانی را داشت.
پژوهشگران برای بررسی احتمال وجود عوارض جانبی مصرف این ماده، به مدت چهار هفته موش‌های آزمایشگاهی را تحت بررسی قرار داده و طی یک پیگیری چهارهفته‌ای، حیوانات هیچ نشانه‌ای از عوارض جانبی به این ماده نشان ندادند. به گفته پژوهشگران، هیچ مدرکی مبنی بر وجود پروتئین حسگر یا نانو طلای آزاد در بدن آن‌ها پس از مصرف این ماده وجود ندارد.
کولین لویناچان (Colleen Loynachan) سرپرست این تیم تحقیقاتی و استاد دانشکده مواد امپریال کالج لندن در این رابطه گفت: «نانو ذرات طلا مشابه موادی است که پیش‌ازاین برای تصویربرداری از تومورها استفاده‌شده است، اما در اینجا ما از خواص بی‌نظیر این ماده استفاده می‌کنیم تا اطلاعات تکمیلی در مورد بیماری را به ما ارائه دهد. البته بااین‌وجود، هنوز نیاز به بهینه‌سازی و انجام آزمایش‌های زیادی وجود دارد تا این فناوری بتواند فراتر از آزمایشگاه استفاده‌شده و در مقیاس انسانی از آن بهره برد.»
پژوهشگران قصد دارند در آینده از این روش در مقیاس وسیع‌تری روی سایر حیوانات استفاده کرده و سعی در افزایش ویژگی و حساسیت گیرنده‌های حسی آن دارند.
آوا سلیمانی پژوهشگر ایرانی عضو این تیم تحقیقاتی از موسسه فناوری ماساچوست در این رابطه گفت: «پروتئین‌ها در گروهی از بیماری‌ها مانند سرطان و بیماری‌های عفونی نقش و عملکرد مهمی دارند. با طراحی نسخه از سنسورهایی که می‌توانند توسط پروتئازهای مختلف بریده شوند، می‌توانیم از این آزمایش مبتنی بر رنگ برای تشخیص انواع مختلفی از بیماری‌ها استفاده کنیم.»
شرح کامل این مطالعات و نتایج به‌دست‌آمده از آن در آخرین شماره مجله Nature Nanotechnology منتشرشده و در اختیار پژوهشگران قرار دارد.