ابداع روش تشخیص سریع مرگ سلولی

پژوهشگر جوان ایرانی موفق به طراحی و ساخت نانو حسگرهای نوری به منظور تشخیص سریع مراحل اولیه سلول‌های آپوپتوزی (دچار مرگ سلولی برنامه ریزی شده) شده



شاید روزانه شما هم شاهد مرگ و میر عزیزانی باشید که بیماری سرطان، فرصت زندگی را از آنها گرفته است.در لحظه های آخر، بیمار و اطرافیانش حاضرند بیشترین هزینه را صرف کنند بلکه راه نجاتی بیابند اما با جواب های مایوس کننده از طرف پزشکان روبرو می شوند.

هرچند محققان کشورهای مختلف در حوزه های شیمی و داروسازی با جدیت فراوان هزاران مولکول با پتانسیل درمان سرطان تهیه می کنند اما متاسفانه تاکنون یک روش سریع و دقیق برای ارزیابی این داروها به دست نیامده است.

با این وجود، هنوز تلاش پژوهشگران برای یافتن راه درمان سرطان ادامه دارد که 'فاطمه ملاعباسی' دانشجوی پسا دکتری دانشگاه تربیت مدرس، یکی از این افراد است.

وی در تحقیقات رساله دکتری خود روشی بسیار سریع و دقیق طراحی کرده است که در کمتر از 20 دقیقه می تواند پتانسیل درمانی مولکول های شیمیایی را ارزیابی کند و برای آزمون های بالینی در اختیار پزشکان قرار دهد.

ملاعباسی توانسته است با دو مولکول طبیعی DNA و هموگلوبین موفق به ساخت حسگر هایی شود که با دقت و سرعت بالایی پتانسیل درمانی سرطان مولکول های شیمیایی را با هم مقایسه کند.

'آپوپتوز یا همان مرگ سلولی برنامه ریزی شده، روندی فیزیولوژیک و زیستی برای نمو فعّال و طبیعی و همچنین حفظ هموستازی به شمار می آید.

در مواردی که زنده ماندن یک سلول، موجودیّت موجود زنده را به خطر بیندازد، سلول با مرگ برنامه ریزی شده، خودکشی می کند.

زمانی که سلول تحت تأثیر عوامل مختلف محیطی و یا حتی درونی همانند پرتوهای یونیزه کننده، داروهای سیتوتوکسیک (در درمان سرطان ها) هایپرترمیا و هورمون های گلوکو کوررتیکوئیدی قرار می گیرد درونمایهٔ آن از جمله دی ان ای، دستخوش تغییراتی می شوند که در صورت ادامهٔ حیات آن، ناهنجاری هایی شدیدی از جمله سرطانی شدن سلول را به دنبال خواهد داشت.

عوامل دیگری نظیر برخی باکتری های بیماری زای داخل سلولی مانند سالمونلا، شیگلا، لیستریا و لژیونلا نیز در هنگام عفونت زایی خود با تغییر در برخی مسیرهای متابولیکی و زیست شیمیایی داخل سلولی می توانند در هدایت سلول به سمت این نوع خاص از مرگ موثر باشند.

ملاعباسی درباره جزییات روش ابداعی خود که منجر به تشخیص ساده، سریع و دقیق مرگ سلولی شده و همچنین یک شیوه نوین برای تشخیص زودهنگام و غربال گری دارویی با حساسیت بالا محسوب می شود با خبرنگار علمی ایرنا گفت و گو کرد.

وی درخصوص مسیرهای برانگیختگی و ارسال علائم آپوپتوز توضیح داد: ارسال علائم (سیگنالینگ) مرگ سلولی برنامه ریزی شده از مسیرهای مختلفی اتفاق می افتد که ناشی از رویدادهای داخل سلولی همچون قطعه قطعه شدن DNA یا به هم ریختگی اسکلت سلولی و یا رویدادهای برون سلولی به واسطه فعال سازی گیرنده های مرگ است.

این پژوهشگر جوان ادامه داد: مسیر داخلی مرگ سلولی شامل در هم فرورفتن غشای خارجی میتوکندری و آزادسازی سیتوکروم Cyt c است که یک رویداد بحرانی و اولیه در القای مسیر آبشاری کاسپازها در نظر گرفته می شود و به طور ویژه منجر به مرگ سلولی می شود، بنابراین Cyt c می تواند به عنوان یک شاخص برای مطالعه مرگ سلول مورد استفاده قرار گیرد.

ملاعباسی به نقش مهم سیتوکروم c در فرایندهای انتقال الکترون فسفوریلاسیون اکسیداتیو از طریق واکنش ردوکس اتم آهن موجود در خود اشاره کرد و گفت: امروزه روش های زیادی نظیر روش های اسپکتوفوتومتری، اسپکترومتری جرمی، فلوریمتری، کمیلومینسانس، الکتروشیمی، الکتروفورز و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا برای شناسایی سیتوکروم c استفاده شده اند و در عین حال هنوز توسعه روشی ساده برای شناسایی انتخابی یک نوع پروتئین مثل سیتوکروم c در نمونه های پروتئینی مطلوب است.

وی اضافه کرد:ازطرف دیگر مطالعات روی آزادسازی سیتوکروم c از میتوکندری های جدا شده معمولاً با روش های ایمونوبلاتینگ و یا الایزا انجام می شود ولی این روش ها دارای تعدادی محدودیت تجربی هستند، به ویژه این که وسترن بلاتینگ که یک روش شبه کمّی است، نمی تواند اطلاعات دقیقی را راجع به میزان و سینتیک آزادسازی سیتوکروم c در شرایط مختلف در اختیار ما قرار دهد.

دانشجوی پسا دکتری دانشگاه تربیت مدرس با توضیح اینکه از در تحقیق خود از نانوکلاسترهای طلای پوشش داده شده با پروتئین به منظور شناسایی حساس و گزینش پذیر سیتوکروم c استفاده کرده است، گفت: نانوکلاسترهای طلا با نشر آبی با استفاده از هموگلوبین که بیشترین پروتئین موجود در گلبول های قرمز است، سنتز می شوند. همچنین در طراحی دیگری از نانوکلاسترهای نقره پوشش داده شده با توالی الگونوکلئوتیدی به منظور تشخیص سیتوکروم c استفاده شد.

وی افزود: در این پروژه تحقیقاتی، کارایی هر دو طراحی برای شناسایی سیتوکروم c با هم مقایسه شد و همچنین عملکرد پروب توسعه یافته با سیستم های شناسایی که قبلاً گزارش شده اند نیز به مقایسه گذاشته شد.

ملاعباسی تصریح کرد: از آنجا که روش تک مرحله ای ما نیاز به هیچ اصلاح کوالانسی 'دی ان ای' یا پروتئین با فلوروفور ندارد، یک روش تشخیصی ساده و ارزان قیمت است که می تواند در غربالگری سریع دارویی مورد استفاده قرار گیرد و در مقایسه با روش متداول ایمونو بلاتینگ در تشخیص سیتوکروم c، بسیار ساده و حساس است.

وی تهیه آسان پروب فلورسانس، تشخیص کوتاه مدت و تعیین کمّی سیتوکروم c از میتوکندری های جدا شده را از ویژگی های منحصر به فرد این روش ذکر کرد و اظهار داشت: افزون بر این، روش تشخیصی ارائه شده می تواند به منظور مطالعه عواملی که منجر به عدم کارایی میتوکندری و مرگ سلولی می شوند، مورد استفاده قرار گیرد.

این پژوهش با راهنمایی پروفسور 'مجتبی شمسی پور' استاد دانشگاه رازی کرمانشاه، مشاوره دکتر 'سامان حسین خانی ' عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس، همکاری پروفسور 'علی اکبر موسوی موحدی' عضو هیات علمی دانشگاه تهران و محققانی از جمله دکتر 'فرشته رحمتی' و 'مرتضی سرپرست' انجام شده و در حال تکمیل است.

نتایج این تحقیق در ژورنال Analytical Chemistry از انتشارات انجمن شیمی امریکا (ACS) منتشر شده است و به نشانی M. Shamsipur, F. Molaabasi, S. Hosseinkhani and F. Rahmati, Detection of Early Stage Apoptotic Cells Based on Label-Free Cytochrome c Assay Using Bioconjugated Metal Nanoclusters as Fluorescent Probes, Anal. Chem. 88, 2188-2197 (2016) قابل دسترسی است.

منبع :