شكارسلول‌هاي سرطاني با سريع‌ترين دوربين جهان

ایسنا:پرسرعت‌ترين دوربين جهان براي شناسايي سلول‌هاي سرطاني سركش با تلاش محقق ايراني دانشگاه كاليفرنيا در لس آنجلس ساخته شد.

توانايي تميز دادن و ايزوله‌ كردن سلول‌هاي كمياب از ميان جمعيت بزرگ سلول‌هاي گوناگون به يكي از مهم‌ترين مباحث در حوزه كشف زودهنگام بيماري و نظارت بر فرايندهاي درماني تبديل شده است.

سلول‌هاي تومور سرطاني در حال گردش يكي از نمونه‌‌هاي شايان توجه در علم پزشكي است زيرا فقط تعداد اندكي از آن‌ها در ميان يك ميليارد سلول سالم وجود دارند، با اين حال اين سلول‌ها پيشروان متاستاز هستند كه حدود 90 درصد مرگ و مير سرطاني را تشكيل مي‌دهند.

سلول‌هاي «سركش» به سرطان محدود نشده و حتي شامل سلول‌هاي بنيادي مورد استفاده در پزشكي احياكننده و ساير انواع سلول‌‌ها نيز مي‌شوند. متاسفانه شناسايي چنين سلول‌هايي بسيار دشوار است و دستيابي به دقت آماري درخور، مستلزم وجود ابزار خودكار با بازدهي بالا است كه قادر به آزمايش ميليون‌ها سلول در مدت زماني بسيار كوتاه باشد.

در حال حاضر ميكروسكوپ‌هاي مجهز به دوربين‌هاي ديجيتال معياري مناسب براي تحليل سلول‌ها هستند اما سرعت آن‌ها بسيار كند است.

اكنون اين روند با ميكروسكوپ جديد نوري طراحي شده توسط دكتر بهرام جلالي، متخصص علوم كاربردي دانشگاه كاليفرنيا با سرعت بالاتري انجام مي‌شود.

به گفته اين محقق ايراني به منظور شكار سلول‌هاي گريزپا، دوربين بايد به طور مداوم قادر به گرفتن و پردازش ديجيتالي ميليون‌ها تصوير با سرعت بالا باشد. دوربين‌هاي CCD و CMOS معمولي به اندازه كافي سريع و حساس نيستند و خوانش داده‌هاي حاصل از آرايه پيكسل‌ها مستلزم زمان طولاني بوده و در مقابل نور با سرعت بالا نيز كمتر حساس‌اند.

وي معتقد است كه شيوه فلوسيتومتري كنوني داراي بازدهي بالايي است اما به اين دليل كه بر پراكندگي نور تك‌نقطه‌يي براي گرفتن تصوير متكي است، به اندازه كافي در شناسايي سلول‌هاي بسيار كمياب مانند آن‌چه در مراحل اوليه يا مرحله قبل از متاستاز بيماران سرطاني قابل مشاهده است، حساس نيست.

به منظور غلبه بر چنين محدوديت‌هايي جلالي و همكارش دينو دي كارلو، ميكروسكوپ نوري با بازدهي بالا را با قابليت شناسايي سلول‌هاي كمياب طراحي كرده‌اند كه داراي حساسيت معادل يك قسمت در يك ميليون در زمان واقعي است.

اين فناوري بر تكنولوژي دوربين كشش زمان فوتونيك توليد شده توسط تيم جلالي در سال 2009، با هدف ساخت سريع‌ترين دوربين پيوسته در حال اجراي جهان متكي است.

دوربين جديد با استفاده از ميكروفلوئيدهاي پيشرفته و پردازش تصاوير در زمان واقعي به منظور دسته‌بندي سلول‌ها در نمونه خون ساخته شده است.

اين فناوري غربالگري خون، 100 هزار سلول را در هر ثانيه رصد مي‌كند كه تقريبا 100 برابر بالاتر از عملكرد تحليلگرهاي خون مبتني بر تصويربرداري معمولي عنوان شده است.

به گفته دي كارلو، همكار جلالي، سيستم مزبور حاصل تركيب چندين فناوري لبه تيغ و تعامل بين حوزه‌‌هاي بيومهندسي، مهندسي برق و همچنين موسسه نانوسيستم كاليفرنيا بوده و اين امر بر اهميت زيرساخت اين فناوري براي تشخيص سلول محور مي‌افزايد. تحقيقات جليلي و دي كارلو شناسايي زمان واقعي سلول‌هاي كمياب سرطان پستان با ركورد ميزان خطاپذيري يك سلول در ميليون را به اثبات رساند‌اند.

نتايج اوليه نشان مي‌دهد كه اين فناوري پتانسيل لازم براي شكار سريع سلول‌هاي تومور سرطاني در حال گردش از حجم بزرگي از خون را دارا بوده و اين امر راهكار نويني را براي رصد زودهنگام و از لحاظ آماري دقيق سرطان و همچنين براي نظارت بر كارآمدي دارو و پرتودرماني پيش روي دانشمندان قرار مي‌دهد.

اين فناوري همچنين درصد خطا و ميزان هزينه تشخيص‌هاي پزشكي را به ميزان قابل تاملي كاهش مي‌دهد.

اين دانشمندان هم اكنون به منظور سنجش كاربرد باليني سيستم جديد در حال استفاده از آن در آزمايش‌هاي كلينيكي هستند.

جزئيات بيشتر اين سيستم در مجله «پيشرفت‌هاي آكادمي ملي علوم» انتشار يافت و «برنامه‌هاي تحقيقاتي پزشكي مديريت شده توسط كنگره» (CDMRP)، شركت NantWorks LLC و همچنين بنياد Burroughs Wellcom Fund حاميان آن بودند.