چگونه پیشرفتهای فناوری، تحقیقات بیماریها را متحول میکند
دانشمندان فناوری جدیدی را توسعه دادهاند که امکان جداسازی و مطالعه چگونگی رفتار و تغییرات یک پروتئین واحد 10000 برابر نازکتر از موی انسان را در طول زمان فراهم کرده است.
تیم دانشگاه ناتینگهام ترنت میگوید این کار، که اولین مورد از نوع خود است، آنها را قادر میسازد تا ببینند که یک پروتئین در محیط طبیعی خود چگونه رفتار میکند و میتواند به درک بهتر پروتئینهای مرتبط با بیماری و نحوه پاسخ آنها به درمانهای خاص کمک کند.
این تحقیق شامل استفاده از غلظت بسیار بالای نور است که وقتی پرتو از طریق یک ساختار نانویی مهندسیشده خاص منتقل میشود، مقدار مناسبی از نیرو را برای گرفتن و نگه داشتن یک پروتئین واحد در داخل مایع بدون آسیب رساندن به آن ایجاد میکند.
این فناوری قادر به تشخیص نحوه پراکندگی نور است و محققان میتوانند این دادههای منحصر به فرد را تجزیه و تحلیل کنند تا نحوه رفتار پروتئین را در زمان واقعی نشان دهند.
این پروتئین در محیط مایع طبیعی خود مورد مطالعه قرار میگیرد، زیرا تکنیک این تیم میتواند با تغییر عواملی مانند غلظت نمک، pH یا سطح اکسیژن، بدن را تقلید کند.
به عنوان اثبات مفهوم، محققان فریتین، پروتئینی در خون که آهن را ذخیره و آزاد میکند تا از بیماریهای مرتبط با اختلال تنظیم آهن، مانند کمخونی، جلوگیری کند، را مطالعه کردند.
در طول مطالعه، آنها توانستند فریتین حاوی آهن و فریتین فاقد آهن را از هم تشخیص دهند، زیرا دادهها تفاوتهایی را در وزن و حرکت آنها نشان دادند و حتی نقطهای را که فریتین بدون آهن شروع به جذب و ذخیره آهن کرد، مشخص کردند.
آنها میگویند که این مطالعه درک عمیقتری از مکانیسم جذب آهن توسط پروتئینهای فریتین ایجاد کرده است که میتواند منجر به درمانهای جدید برای بیماریهای مرتبط با آهن شود.
تاکنون، مطالعات فریتین تنها توانستهاند از اندازهگیریهای گروهی برای تعیین کمیت ویژگیهای تعداد زیادی از پروتئینها استفاده کنند که اطلاعات محدودی در مورد تغییرات ساختاری آنها ارائه میدهد.
محققان استدلال میکنند که از آنجا که تغییرات پروتئین قبل از علائم بیماری رخ میدهد، کار آنها میتواند شناسایی و درمان طیف وسیعی از بیماریها را بسیار زودتر ممکن سازد.
دکتر کویفنگ یینگ، محقق ارشد از دانشکده علوم و فناوری دانشگاه ناتینگهام ترنت، گفت: “برای اینکه بتوانید چیزهایی فراتر از دید خود را ببینید، ابتدا به فناوری مناسب نیاز دارید. نانوساختار ما به ما این امکان را میدهد که پروتئینها را در مقیاس نانو مشاهده کنیم.”
او گفت: “این تکنیک به ما امکان میدهد تا با استفاده از یک پرتو نور با شدت بالا برای به دام انداختن، نگه داشتن و مطالعه آن در محیط خودش، رفتار یک پروتئین زنده را مطالعه کنیم.
به طور معمول، برای دیدن نحوه واکنش گروه، باید پروتئینهای زیادی را با هم مطالعه کنید.
“بسیاری از پروتئینها با بیماری مرتبط هستند. اگر بتوانیم مشکل ریشهای را ببینیم، میتوانیم آنها را بهتر و زودتر درمان کنیم.”
آرمان یوسفی، دانشجوی دکترا در دانشگاه ناتینگهام ترنت و نویسنده اول این مطالعه، گفت: «نور پراکندهشده، اثر انگشت منحصربهفردی را در اختیار ما قرار میدهد تا نحوه رفتار پروتئین را به ما نشان دهد. در مورد فریتین، ما حالت سفت و آرام پروتئین را با و بدون آهن و حتی فرآیند جمعآوری و ذخیره آهن از محیط آن مشاهده کردیم.»
محسن رحمانی، استاد مهندسی در NTU و عضو انجمن سلطنتی ولفسون، افزود: این فناوری و تکنیک به ما این امکان را میدهد که تغییرات پروتئین را در رابطه با ظهور و پیشرفت بیماری شناسایی کنیم.
میتوانیم پروتئینهای زیادی را بررسی کنیم و ببینیم که چگونه به داروهای مختلف واکنش نشان میدهند.
در آینده، این پیشرفت میتواند نقش کلیدی در بهبود میزان بقا و کاهش هزینههای مراقبتهای بهداشتی داشته باشد.
«قبلاً هیچ ابزاری وجود نداشت که ما را قادر سازد پروتئینها را به این روش و بدون تخریب آنها مطالعه کنیم.»
این مطالعه که دانشگاه ناتینگهام و موسسه آدولف مرکل در دانشگاه فریبورگ سوئیس را نیز در بر میگرفت، در مجله Nano Letters منتشر شده است.
لینک مفید:پیشرفت در کاربرد سیستمهای دارورسانی مبتنی بر نانو و میکرو در بیماریهای ریوی
بیشتر بدانید:دستگاه نانوفناوری میتواند خطر عوارض جدی در دوران بارداری را تشخیص دهد
بیشتر بخوانید:فناوری نانو، مراقبت از دهان و دندان را متحول میکند
تاریخ:1404/9/24
مهسا نعمتی
