ابداع ابزاری متشکل از کامپوزیت گرافن‌ اکسید و پلیمر برای تشخیص سرطان

ناگراث، استادیار مهندسی شیمی دانشگاه میشیگان، می‌گوید: از سلول‌های رهاشده از تومورها به درون جریان خون می‌توان برای رصد فرآیند درمان سرطان استفاده کرد اما گیراندازی و بدام انداختن آنها بسیار مشکل است. تقریبا با نسبت یک به یک‌میلیون سلول سرطانی در خون وجود دارد. ناگراث و همکارانش در طراحی نوآوری برای گیراندازی این سلول‌ها در نمونه‌های خون پیشگام هستند. ابزار آنها سلول‌ها را روی تراشه‌هایی ساخته شده از گرافن‌ اکسید به‌دام می‌اندازد. اما تمام آنالیزها را باید روی تراشه انجام داد زیرا سلول‌ها به سختی به آن می‌چسبند. ناگراث می‌‌گوید: ما می‌توانیم سلول‌ها را روی تراشه رشد دهیم یا همه را با همدیگر آنالیز کنیم، اما تحقیقات نشان می‌هند که سلول‌های سرطانی همگی مشابه با یکدیگر نیستند. از این‌رو مطالعه سلول‌ها به‌صورت مجزا بسیار حائز اهمیت است و ابزار جدید ما این امکان را فراهم ساخته است.
تئوری سلول‌های بنیادی سرطان بیان می‌کند که بازگشت سرطان اتفاق می‌افتد، زیرا شیمی‌درمانی و پرتودرمانی در کشتن سلول‌های بنیادی بسیار موثر نیستند. این سلول‌ها بیش از ده درصد یک تومور را تشکیل می‌دهند. از این‌رو سلول‌های بنیادی سرطان بعد از شیمی‌درمانی دوباره سبب رشد تومور می‌شوند یا سرطان را به دیگر نقاط بدن سرایت می‌دهند.
روش‌های جدید در مطالعات پزشکی این سلول‌های بنیادی را مورد حمله قرار می‌‌دهند اما از بین بردن جمعیت کوچک‌تر سبب کاهش سریع تومور نمی‌شود. پزشکان برای اینکه مطمئن شوند سلول‌های بنیادی سرطان روند رو به کاهشی را طی می‌کنند، نیاز به یک روش مناسب برای مونیتور کردن آنها دارند. این امکان از طریق انجام تست‌های خون امکان‌پذیر است اما لازم است تا پزشکان این سلول‌ها را به صورت مجزا بررسی و مطالعه کنند و این بدین معنی است که باید آنها را از روی تراشه جدا سازی کرد. چگونه می‌توان این سلول‌ها را بدون اینکه به آنها آسیبی وارد شود، از روی تراشه جداسازی کرد؟
جین‌سانگ کیم استادیار علوم مواد و مهندسی و همکار ناگراث در این طرح است و روی اصول طراحی ایجاد مولکول‌های زنجیر مانند با خصوصیات ویژه کار می‌کند. در نهایت تیم تحقیقاتی او یک راه‌حل برای این مشکل ارائه کرد. این محققان پلیمری ابداع کردند که در دمای اتاق جامد است اما در دماهای بین 40 تا 68 درجه فارنهایت تجزیه می‌شود. هنگامی‌که پلیمر با مولکول‌های آب واکنش می‌دهد در آب حل می‌شود. در دماهای بالاتر، گرما این برهمکنش‌ها را می‌شکند و بنابراین پلیمر در آب حل نمی‌شود. محققان پلیمر را در دماهای کمتر از 54 درجه سانتی‌گراد حل کردند. علاوه‌براین آنها صفحات بسیار کوچک گرافن‌اکسید را با پلیمر مخلوط کردند و تراشه را درون ابزاری که جریان خون از آن عبور می‌کند، قرار دادند. این ابزار قادر است تا 80 درصد سلول‌های سرطانی را در نمونه خون به‌دام اندازد. بنابراین پزشکان می‌توانند سلول‌ها را درون یک نمونه شبه‌بافت برای انجام آنالیزهای متداول جمع‌آوری کنند. پزشکان با انجام این آزمایشات می‌توانند نسبت سلول‌های بنیادی را مشخص کنند.
کیم می‌گوید: به‌دلیل اینکه ساخت این ابزار ساده و کم‌هزینه است، مطالعات کلینیکی بزرگ مقیاس امکان‌پذیر است.

منبع: imna.ir