محققان برای مقابله با پارکینسون ابزار نوید بخش جدیدی جهت رصد دوپامین ساخته اند که «رنگ نانوحسگر فلورسنت» نامیده شده است.
به گزارش پایگاه خبر تحلیلی فناوری و نوآوری، به نقل از نیواطلس، سنجش کمبود دوپامین یکی از نشانگرهای بیماری پارکیسون و درحقیقت کلید اصلی بسیاری از درمان های قدیمی و جدید است. اما رصد سطح انتقال دهنده عصبی که از این اختلالات به وجود می آید یک چالش خطرناک است.
کاهش تولید دوپامین درپارکینسون به ظهور علائم حرکتی مانند لرزش و عدم برقراری توازن منجر می شود. از سوی دیگر هیچ درمان کاملی برای این شرایط وجود ندارد و درمان ها می توانند این فرایند را کند کنند و کیفیت زندگی بیمار را ارتقا دهند. این روند شامل داروی لوودوپا(levodopa) است که به تولید دوپامین بیشتر در مغز و تحریک عمیق مغز کمک می کند که قبلاً از آن برای کاهش علائم فیزیکی بیماری استفاده می شد.
یک روش صحیح اندازه گیری دوپامین فراهم کردن راهی قدرتمند برای نظارت بر تاثیرگذاری این درمان ها است و به آنها اجازه می دهد روش هایشان را برای دریافت نتیجه بهتر اصلاح کنند. این روند با استفاده از الکترودهایی که فعالیتهای شیمیایی مغز را اندازه گیری می کنند ممکن شد و در سال ۲۰۱۷ میلادی تیمی از محققان MIT طیفی جدید برای رصد بلندمدت دوپامین درمغز ایجاد کردند.
اکنون یک تیم تحقیقاتی در دانشگاه روهر آلمان در بوخوم به دنبال روشی جایگزین است و سعی دارد وضوحی دقیق برای خوانش دوپامین فراهم کند. این روش با نانوتیوب های بسیار نازک کربن آغاز می شود که ۱۰ هزار بار نازک تر از موی انسان هستند. محققان چند تغییر ایجاد کردند که این لوله های کوچک را مجهز به قابلیت های نوین کرد و آنها توانستند به دوپامین پیوند بخورند و با توجه به غلظتشان کمتر یا بیشتر بدرخشند.
سباستین کراس در این باره می گوید: ما به طور سیستماتیک این قابلیت را با پیوند زدن توالی اسید های نوکلئیک به نانوتوب های کربن به شیوه ای اصلاح کردیم که وقتی این موارد در مجاورت مولکول های تعریف شده قرار می گیرند، حالت فلورسنت آنها تغییر می کند. ما سریعاً متوجه شدیم چنین حسگرهایی در حوزه نوروبیولوژی تاثیرگذار هستند.
در مرحله بعد محققان پتانسیل حسگرها در یک شبکه عصبی کارآمد را آزمایش کردند. این شبکه عصبی به وسیله کشت سلول در آزمایشگاه ساخته شده بود. پوشاندن سلول های عصبی با لایه ای بسیار نازک از رنگ نانوحسگر فلورسنت دوپامین به محققان کمک کرد ترشح این انتقال دهنده عصبی را با وضوح مکانی و زمانی بالا که قبلاً امکان پذیر نبود، تشخیص دهند. همچنین یک الگوریتم یادگیری ماشینی هدفمند نیز به حسگرها کمک می کند تا برای اولین بار نقاط انتشار دوپامین را در امتداد ساختارهای عصبی آشکار کنند.
سوفیا آیزارووا مولف این تحقیق می گوید: آنها چشم اندازی جدید به انعطاف پذیری و تنظیم سیگنال های دوپامین فراهم می کنند. آنها در بلند مدت پیشرفت در درمان بیماری هایی مانند پارکینسون را تسهیل می کنند.
نتیجه این تحقیقات اولیه نشان می دهد حسگرهای نوین می توانند به عنوان ابزاری برای مطالعه مولکولی و ماشین های سلولی موثر در ترشح دوپامین عمل کنند.
این تحقیق در ژورنال Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.
