اثر انگشت الکتریکی ذرات سلولی؛ روشی نو برای شناسایی سرطان لوزالمعده
- لینک مفید:نانوتکنولوژی دستاوردی تازه برای درمان سرطان کبد
- بیشتر بدانید:نانوذرات نوری برای شناسایی و نابودی بقایای سرطان مغز
- بیشتر بخوانید:فعالسازی سلولهای ایمنی طحال برای جلوگیری از عود سرطان
اثر انگشت الکتریکی ذرات ریز سلولی میتواند روشی جدید برای شناسایی نشانههای سرطان لوزالمعده ارائه دهد
بر اساس پژوهش جدیدی از دانشگاه رایس، شناسایی یک «اثر انگشت الکتریکی» روی ذرات بسیار ریز موجود در خون میتواند به تشخیص علائم سرطان لوزالمعده که اغلب نادیده گرفته میشوند، کمک کند.
پژوهشگران دستگاهی ساختهاند که این ذرات را بر اساس بار الکتریکی آنها تفکیک میکند و بدین ترتیب، سیگنالهای مرتبط با سرطان را آشکارتر میسازد.
این رویکرد میتواند راهی تازه برای مطالعه نوعی سرطان فراهم کند که اغلب پس از گسترش بیماری تشخیص داده میشود و نرخ بقای پنجساله آن تنها ۱۳ درصد است.
یافتههای این پژوهش در تاریخ اول سپتامبر در نشریه ACS Nano منتشر شده است.
«کشپیرا کاپور»، از نویسندگان اصلی این مطالعه و دانشآموخته مقطع دکتری مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه رایس، گفت:
«جریان خون محیطی بسیار شلوغ و پیچیده است؛ بنابراین چالش اصلی صرفاً یافتن ذرات ریز نیست، بلکه شناسایی ذراتی است که اطلاعاتی معنادار حمل میکنند. نتایج ما نشان میدهد که بار الکتریکی میتواند راهی برای جداسازی این اطلاعات از نویز پسزمینه و آشکارسازی سیگنالهای مرتبط با سرطان باشد.»
شناسایی اثر انگشت الکتریکی
سلولها بستههای کوچکی به نام وزیکولهای خارج سلولی (EV) را در جریان خون آزاد میکنند. این ذرات میتوانند حاوی موادی از سلولهای تولیدکننده خود، از جمله سلولهای سرطانی، باشند.
با این حال، به گفته کاپور، یافتن وزیکولهای خارج سلولی مشتقشده از تومور در خون مانند یافتن سوزن در انبار کاه است؛ زیرا این ذرات در میان جمعیت بسیار بزرگتری از وزیکولهای خارج سلولی که توسط بافتهای سالم آزاد میشوند، پنهان هستند.
محققان تلاش کردند مشخص کنند که آیا سرطان لوزالمعده نشانه فیزیکی ویژهای روی این وزیکولها بر جای میگذارد یا خیر. آنها بر ژن KRAS تمرکز کردند؛ ژنی که بهعنوان تنظیمکننده رشد سلولی شناخته میشود.
هنگامی که KRAS دچار جهش میشود، این سازوکار در حالت «فعال» باقی میماند و زمینه رشد کنترلنشده سلولها را فراهم میکند. جهش در این ژن یکی از عوامل اصلی بروز سرطان لوزالمعده است.
تیم تحقیقاتی دریافت که فعال شدن KRAS جهشیافته باعث میشود سلولهای سرطانی پانکراس، وزیکولهای خارج سلولی بیشتری آزاد کنند؛ وزیکولهایی که بار الکتریکی منفی قویتری نیز دارند.
وجود DNA و سایر مواد در سطح خارجی این ذرات به شکلگیری این امضای الکتریکی کمک میکند.
کاپور گفت:
«به نظر میرسد سرطان لوزالمعده یک اثر انگشت الکتریکی روی بستههای کوچکی که سلولها وارد جریان خون میکنند، بر جای میگذارد.»
این اثر انگشت میتواند راهی تازه برای شناسایی وزیکولهای مرتبط با سرطان باشد؛ ذراتی که در شرایط عادی در میان جمعیت گسترده وزیکولها پنهان میمانند.
استفاده از الکتریسیته برای جداسازی سیگنالهای سرطان
محققان دستگاه کوچکی طراحی کردند که از الکتریسیته برای جداسازی وزیکولهای خارج سلولی بر اساس بار آنها استفاده میکند.
این سامانه الکتروفورز میکروفلوئیدیک، مقدار بسیار کمی از سرم خون را از کانالهای باریک عبور میدهد و امکان جمعآوری وزیکولهایی با بار منفی بیشتر را فراهم میکند.
این فناوری روش جدیدی برای شناسایی وزیکولهای مرتبط با سرطان در اختیار پژوهشگران قرار میدهد.
به گفته کاپور، بسیاری از روشهای موجود این ذرات را بر اساس اندازه یا وزن جدا میکنند یا از مولکولهای اختصاصی برای جذب آنها بهره میبرند. در مقابل، این دستگاه از یک ویژگی فیزیکی طبیعی وزیکولها، یعنی بار الکتریکی آنها، استفاده میکند.
محققان این دستگاه را روی ۱۱۲ نمونه از افراد سالم، بیماران مبتلا به سرطان پانکراس و بیماران مبتلا به پانکراتیت (التهاب پانکراس) آزمایش کردند.
هدف این بود که مشخص شود آیا تفاوتهای الکتریکی مشاهدهشده در سلولهای آزمایشگاهی در نمونههای انسانی نیز وجود دارد یا خیر.
آشکار کردن سیگنالهای پنهان سرطان
اندازهگیری میانگین بار الکتریکی تمام وزیکولهای خارج سلولی موجود در خون، بهتنهایی برای تشخیص نمونههای سرطان پانکراس از نمونههای سالم کافی نبود.
ذرات مرتبط با سرطان عملاً در میان جمعیت بسیار بزرگتر وزیکولهای در گردش خون پنهان میشدند.
اما زمانی که دستگاه این وزیکولها را بر اساس بار الکتریکی جداسازی کرد، تفاوتها آشکارتر شد.
نمونههای بیماران مبتلا به سرطان پانکراس، غنیسازی بیشتری از جمعیت وزیکولهای دارای بار منفیتر را نشان دادند.
این یافته نشان میدهد که جداسازی ذرات بر اساس ویژگیهای فیزیکی میتواند اطلاعاتی را آشکار کند که اندازهگیری میانگین کل جمعیت از شناسایی آنها ناتوان است.
کاپور در پایان گفت:
«الکتروکاردیوگرام فعالیت الکتریکی قلب را به اطلاعاتی تبدیل میکند که پزشکان میتوانند از آن استفاده کنند. به همین ترتیب، یافتههای ما نشان میدهد که ویژگیهای الکتریکی وزیکولهای خارج سلولی میتواند در آینده راهی تازه برای استخراج اطلاعات زیستی مرتبط با سرطان فراهم کند.»
تاریخ:1405/6/28
مهسا نعمتی
سلولهای سرطانی , سرطان لوزالمعده, تشخیص سرطان, سرطان پانکراس, تشخیص زودهنگام سرطان, فناوری پزشکی
