ابداع جدید محققان؛
سنسور نوری روند درمان سرطان را سرعت می بخشد
بازار پرواز: دانشمندان موفق شدند با کمک سنسور تشخیص نور جدید راهی برای نظارت بر روند درمان های مبتنی بر نور در بیماران سرطانی یافته و آنرا تسریع بخشند.
به گزارش بازار پرواز به نقل از مدیکال اکسپرس، تصویربرداری از نور در بافت های عمیق بسیار دشوار است، برای اینکه با عبور نور به بافت، بخش زیادی از آن جذب یا پراکنده می شود. تیم MIT با طراحی سنسوری که نور را به سیگنال مغناطیسی تبدیل می کند که قابل شناسایی توسط MRI است، بر این مانع غلبه کرد.
این نوع سنسور می تواند برای نقشه برداری از نور ساطع شده از فیبرهای نوری کاشته شده در مغز مانند الیافی که برای تحریک نورون ها در آزمایش های اپتوژنتیک استفاده می شود، استفاده گردد. بگفته پژوهشگران این سنسور با توسعه بیشتر می تواند برای نظارت بر بیمارانی که درمان های مبتنی بر نور برای سرطان دریافت می کنند، مفید باشد.
ما می توانیم توزیع نور در بافت را به تصویر بکشیم و این مهمست برای اینکه افرادی که از نور برای تحریک یا اندازه گیری بافت استفاده می نمایند، اغلب نمی دانند نور به کجا می رود، به کجا تحریک می شود، یا نور کجاست. آلن جاسانوف، استاد مهندسی بیولوژیکی، مغز و علوم شناختی، و علوم و مهندسی هسته ای و نیز محقق مؤسسه تحقیقات مغز مک گاورن MIT، می گوید: ابزار ما می تواند برای رسیدگی به این ناشناخته ها استفاده گردد.
دانشمندان صدها سال است که از نور برای مطالعه سلول های زنده استفاده می نمایند که قدمت آن به اواخر دهه ۱۵۰۰ یعنی زمانی که میکروسکوپ نوری اختراع شد، بازمی گردد. این نوع میکروسکوپ به پژوهشگران اجازه می دهد تا به درون سلول ها و برش های نازک بافت نگاه کنند.
جاسانوف می گوید: «یکی از مشکلات همیشگی استفاده از نور، خصوصاً در علوم زیستی، این است که در نفوذ به خیلی از مواد کار خوبی انجام نمی دهد.» مواد بیولوژیکی نور را جذب و پراکنده می کنند، ترکیب این چیزها ما را از استفاده از بیشتر انواع تصویربرداری نوری برای هر چیزی که شامل تمرکز در بافت عمیق است، باز می دارد.
برای غلبه بر این محدودیت، جاسانوف و شاگردانش تصمیم گرفتند سنسوری طراحی نمایند که بتواند نور را به سیگنال مغناطیسی تبدیل کند.
او می گوید: «ما قصد داشتیم یک سنسور مغناطیسی ایجاد نماییم که به نور بصورت موضعی پاسخ داده و در معرض جذب یا پراکندگی نباشد. این آشکارساز نور را می توان با بهره گیری از MRI تصویربرداری کرد».
برای ساخت یک کاوشگر MRI حساس به نور، پژوهشگران تصمیم گرفتند ذرات مغناطیسی را در نانوذره ای به نام لیپوزوم بپوشانند. لیپوزوم های مورد استفاده در این مطالعه از لیپیدهای تخصصی حساس به نور تولید شده اند که Trauner قبلاً توسعه داده بود. هنگامی که این لیپیدها در معرض طول موج خاصی از نور قرار می گیرند، لیپوزوم ها در مقابل آب نفوذپذیرتر می شوند، این به ذرات مغناطیسی داخل اجازه می دهد تا با آب برهمکنش داشته باشند و سیگنال قابل تشخیص توسط MRI تولید کنند.
این ذرات که پژوهشگران آنها را گزارشگران نانوذرات لیپوزومی (LisNR) نامیدند، بسته به نوع نوری که در معرض آن قرار می گیرند، می توانند از تراوا به غیرقابل نفوذ تبدیل شوند. در این مطالعه پژوهشگران ذراتی ایجاد کردند که با قرار گرفتن در معرض نور ماورا بنفش نشت می کنند و بعد از قرار گرفتن در معرض نور آبی باردیگر غیرقابل نفوذ می شوند. پژوهشگران همین طور نشان دادند که این ذرات می توانند به طول موج های دیگر نور پاسخ دهند.
شین یو، استادیار رادیولوژی در دانشکده پزشکی هاروارد، می گوید: «این مقاله یک سنسور جدید را نشان میدهد که امکان تشخیص فوتون با MRI بوسیله مغز را فراهم می آورد. این امر راه جدیدی را برای پل زدن مطالعات تصویربرداری عصبی مبتنی بر فوتون و پروتون معرفی می کند.
محققان این حسگرها را در مغز موش ها آزمایش کردند، خصوصاً در قسمتی از مغز به نام جسم مخطط که در برنامه ریزی حرکت و پاسخ به پاداش نقش دارد. بعد از تزریق ذرات در سراسر جسم مخطط، پژوهشگران توانستند توزیع نور از یک فیبر نوری کاشته شده در نزدیکی را ترسیم کنند.
جاسانوف می گوید الیافی که آنها استفاده می نمایند شبیه به آن هایی است که برای تحریک اپتوژنتیک استفاده می شود، بدین سبب این نوع حس می تواند برای محققانی که آزمایش های اپتوژنتیک در مغز انجام می دهند، مفید باشد.
در آینده، این نوع سنسور می تواند برای نظارت بر بیمارانی که درمان هایی شامل نور را دریافت می کنند، مانند درمان فتودینامیک که از نور لیزر یا LED برای کشتن سلول های سرطانی استفاده می نماید، مفید باشد.
محققان حالا روی کاوشگرهای مشابهی کار می کنند که می توانند برای تشخیص نور ساطع شده توسط لوسیفرازها، خانواده ای از پروتئین های درخشان که اغلب در آزمایش های بیولوژیکی استفاده می شوند، استفاده شوند. از این پروتئین ها می توان برای مشخص کردن این که آیا یک ژن خاص فعال گردیده است یا نه استفاده کرد، اما هم اکنون آنها را تنها می توان در بافت سطحی یا سلول های رشد یافته در یک ظرف آزمایشگاهی تصویربرداری کرد.
جاسانوف همین طور امیدوار است از استراتژی استفاده شده برای سنسور LisNR در طراحی کاوشگرهای MRI استفاده نماید که می تواند محرک هایی غیر از نور مانند مواد شیمیایی عصبی یا سایر مولکول های موجود در مغز را شناسایی کند.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب