پژوهشگران ایرانی زیست‌حسگری را طراحی کرده اند که کاربرد آن در بررسی میزان تأثیرگذاری داروها بر پایداری ساختار چهاررشته ای DNA به منظور جلوگیری از رشد سلول‌های سرطانی است. روش ساخت کم هزینه، پاسخ‌دهی سریع و دقت بالا از ویژگی‌های این زیست‌حسگر است.
به گزارش پایگاه خبری تحلیلی فناوری و نوآوری، پژوهشگران دانشگاه مازندران زیست حسگری را طراحی نموده‌اند که کاربرد آن در بررسی میزان تأثیرگذاری داروها بر پایداری ساختار چهاررشته ای DNA به منظور جلوگیری از رشد سلول‌های سرطانی است. روش ساخت کم هزینه، پاسخ دهی سریع و دقت بالا از ویژگی‌های این زیست حسگر است. در ساخت این زیست حسگر از نانوذرات طلا استفاده شده است.
ساختار چهار رشته‌ای DNA در فرآیند سرطانی شدن سلول‌ها و مهارکردن گونه‌ای آنزیم فعال در سرطان‌ها نقش بسزایی دارد. از این رو مطالعه‌ی چگونگی پایداری این نوع ساختار بر روی زیست حسگرها و همچنین ایجاد روشی ساده به منظور بررسی برهمکنش آن‌ها با یکسری از داروها و یا ترکیبات مختلف، حائز اهمیت فراوانی است. این مطالعات می‌توانند در تشخیص، طراحی و ساخت داروهای ضد سرطان مورد استفاده قرار گیرند.
این تیم
تحقیقاتی به ارائه‌ی روشی مؤثر برای تشخیص ساختار چهار رشته‌ای DNA به کمک
زیست حسگرها پرداخته‌اند. همچنین از این شیوه برای بررسی عملکرد تعدادی از
داروهای پایدار کننده‌ی این ساختار استفاده شده است.
دکتر جهانبخش رئوف
در توضیح نحوه‌ی عملکرد ساختارهای چهار رشته‌ای DNA خاطرنشان کرد: «در
انتهای تلومرها که ساختارهایی نوکلئوپروتئینی هستند، تکرار توالی خاص غنی
از گوانین، منجر به ایجاد ساختار چهارشته ای DNA می‌شود. ایجاد ساختار چهار
رشته‌ای در انتهای نواحی تلومرها، آن‌ها را از دسترس آنزیم فعال در سلول
سرطانی (تلومراز) دور کرده و مانع از فعالیت این آنزیم می‌شود. با این کار
از فرآیند سرطانی شدن سلول‌ها ممانعت به عمل می‌آید. از این رو، هر لیگاند
و دارویی که توانایی پایدار کردن ساختار چهار رشته‌ای و یا تغییر ساختار
دو رشته‌ای به چهار رشته‌ای را داشته باشد، قادر است از سرطانی شدن سلول‌ها
و یا پیشرفت سرطان‌ها جلوگیری نماید. در نتیجه این ساختار نقش مهمی در
طراحی داروهای ضد سرطان بر عهده دارد.»
نتایج مطالعات الکتروشیمیایی
نشان داده که زیست حسگر طراحی شده، بستر مناسبی را برای بررسی توانایی
داروهای مختلف در پایدار کردن این ساختار به وجود می‌آورد. مزیت ویژه‌ی این
زیست حسگر، تشخیص سریع داروهایی است که قادرند ساختار چهار رشته‌ای DNA را
پایدار نموده و با آن برهمکنش دهند.»
وی در ادامه افزود: «در این طرح
الکترود گرافیت چاپی اصلاح شده با سیلیکا و نانوذرات طلا، به عنوان بستری
مناسب برای ساخت زیست حسگر ساختار چهاررشته‌ای DNA و بررسی برهمکنش آن با
تعدادی از داروها به کار گرفته شد. رفتار الکتروشیمیایی زیست حسگرهای تهیه
شده قبل و بعد از مرحله‌ی تثبیت DNA و برهمکنش با داروها، به کمک فنون
مختلف نظیر ولتامتری پالس تفاضلی و ولتامتری چرخه‌ای بررسی‌گردید. همچنین
از روش طیف‌بینی دورنگ نمایی دورانی (CD) برای بدست آوردن اطلاعاتی در مورد
نحوه‌ی برهمکنش لیگاندها با ساختار چهار رشته‌ای DNA استفاده شد.»
به
گفته رئوف، به منظور بررسی گزینش پذیری زیست حسگر مورد نظر، از داروهای
مختلف تاموکسیفن(TAM)، فلوتامید (FLU) و همچنین داروهای هم خانواده با
داروی سفالکسین (CEF)، نظیر:سفکسیم ( CIF) و آموکسی سیلین(AMO) استفاده شده
است. طبق نتایج، داروهای ضد سرطان فلوتامید و تاموکسیفن بالاترین پاسخ‌ها
را در پایدارسازی ساختار DNA نشان می‌دهد. همچنین پاسخ زیست حسگر مورد نظر
نسبت به داروی سفالکسین بالاتر از سایر داروهای هم خانواده خود است که
بیانگر توانایی بالاتر داروی سفالکسین در پایدار کردن این نوع ساختار است.
این
تحقیقات از همکاری زهرا باقریان، دانشجوی دکترای شیمی تجزیه دانشگاه
مازندران، پروفسور جهانبخش رئوف و پروفسور رضا اوجانی، اعضای هیأت علمی
دانشگاه مازندران، صورت گرفته و نتایج آن در مجله‌ی Sensors and Actuators
B: Chemical (جلد 213، شماره 1، سال 2015، صفحات 124 تا 130) منتشر شده
است.
علاقه‌مندان برای استفاده از حمایت تشویقی ستاد توسعه فناوری نانو
معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری می‌توانند به صفحه حمایت تشویقی مقالات
ISI مراجعه کنند.
