نانوذرات مشکلات ریوی را از طریق تنفس گزارش می‌دهند / گروگان‌گیری به سبک نانویی‌!

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، بررسی شرایط تنفس یکی از سنجش‌های سلامت ریه و بیماری‌های ریوی، ابزار تشخیصی نوظهور با پتانسیل بالا و فناوری‌های نویدبخشی است که به تازگی ظهور کرده‌اند. حال دانشمندان MIT با ترکیب این دو، نانوذره‌ای را ابداع کرده‌اند که مولکول‌های فرار را روی پروتئین‌های مربوط به بیماری‌های مختلف قرار می‌دهد تا به عنوان نشانگرهای زیستی مصنوعی عمل کنند و علائم ذات‌الریه و سایر بیماری‌های ریوی را در نفس بازدم نشان می‌دهد.

این تحقیق ادامه تحقیق دیگری است که توسط دانشمندان لابراتوار مهندس زیستی سانگیتا باتیا، شخصی انجام شده که اوائل سال جاری نشان داد آزمایش ادرار می‌تواند نشانگرهای زیستی سرطان ریه را آشکار کند. این فناوری بر پایه نانوذراتی است که با پپتیدهای معینی پوشیده شده‌اند و با پروتئین‌هایی که پروتئاز نام دارند و با طیف وسیعی از بیماری‌ها مرتبطند، تعامل می‌کنند.

 

پروتئازها، پپتیدها را از نانوذرات جدا می‌کنند و همین امر موجب می‌شود که از طریق ادرار دفع شوند و وجود برخی بیماری‌ها را نشان دهند. دانشمندان با اصلاح پوشش پپتیدی این نانوذرات، آن‌ها را برای واکنش با پروتئازهای مرتبط با بیماری‌های دیگر سفارشی کردند، حال محققان MIT با این روش توانستند علائم اولیه سینه‌پهلو را به غیر از سرطان تخمدان و روده بزرگ از طریق ادرار تشخیص دهند.

این تیم تحقیقاتی سپس از طریق آزمایش‌های مداوم، فناوری مذکور را به گونه‌ای سازگار کرد که از طریق نفس کشیدن فرد هم بتوان بیماری او را آشکار کرد. این امر باعث ترشح بیشتر ماده شیمیایی از پپتیدها و در نتیجه پیوستن مولکول‌های فرار می‌شود و این نانوذرات را قادر می‌سازد گازی به نام هیدروفلوئورآمین را آزاد کنند که در نفس بازدم قابل شناسایی است.

آن‌ها با استفاده طیف‌سنجی جرمی توانستند تشخیص دهند که برخی نمونه‌های موش آزمایشگاهی به سینه‌ پهلوی باکتریایی و اختلال ژنتیکی ریه به نام «کمبود آلفا-۱ آنتی‌تریپسین» مبتلا هستند. آن‌ها این کار را با جست‌وجوی فعالیت پروتئازی به نام نوتروفیل الاستاز انجام دادند که توسط سلول‌های ایمنی بدن در هر دو بیماری تولید می‌شود و در عرض ۱۰ دقیقه قابل شناسایی است. محققان همچنین نشان دادند كه می‌توان از این روش برای نظارت بر اثربخشی درمان دارویی برای هر دو بیماری هم استفاده كرد.

این تیم تحقیقاتی امیدوار است با پیشرفت‌های بیشتر در فناوری نظارت بر تنفس، نتایج امیدوارکننده‌ای را رقم بزند. به عنوان مثال، نانوذرات در حال حاضر مستقیما به نای موش‌ها تزریق می‌شود، اما محققان سعی دارند روی نسخه‌هایی کار کنند که توسط دستگاه مشابه استنشاقی آسم نیز بتوان نانوذرات را وارد ریه‌ها کرد. آن‌ها همچنین امیدوارند که سنسورهایی را تولید کنند تا بتوانند بیش از یک نوع پروتئاز را به طور همزمان تشخیص دهند، اما این کار مستلزم آن است که آزمایش ایمنی بیشتری را قبل از استفاده از این فناوری برای انسان انجام دهند.

محققان می‌گویند: روزی را تصور می‌کنیم که این فناوری به شما امکان می‌دهد درون یک حسگر بدمید و در عرض ۱۰ دقیقه این حسگر گزارش کاملی از وضعیت ریه‌های شما گزارش دهد و حتی به شما بگوید که آیا داروهایی که مصرف می‌کنید درست عمل می‌کنند یا خیر.