پژوهشگران ایرانی نیز همگام با محققان جهان در این راه گام های مهمی برداشته اند. در این گزارش برخی از تاره ترین دستاوردهای علم و فناوری برای درمان این بیماری را معرفی می کنیم.
لوسمی لنفوسیتی مزمن یا همان سرطان خون (CLL) یکی از بیماری های خطرناکی است که بیشتر در سنین میانسالی شیوع دارد. البته امروزه به دلیل آلودگی های محیط زیستی در کودکان نیز مشاهده می شود. این نوع سرطان بسیار خطرناک و مرگبار است. خبر خوب این که محققان دانشگاه صنعتی اصفهان موفق به ساخت زیست حسگری شده اند که قادر به تشخیص زودهنگام این بیماری است.
پروفسور علی اصغر انصافی، عضو هیات علمی دانشکده شیمی، مدیر قطب حسگر دانشگاه صنعتی اصفهان و سرپرست این تیم تحقیقاتی درخصوص این زیست حسگر و ویژگی های منحصر به فرد آن توضیح می دهد: «لوسمی لنفوسیتی مزمن (CLL) بیماری است که طی آن بسیاری از گلبول های سفید مبارزه کننده با عفونت- که «لنفوسیت» نام دارند- در بدن یافت می شوند.
لنفوسیت ها در مغز استخوان و سایر اندام های دستگاه لنفاوی ساخته می شوند و از طریق ساختن موادی با عنوان «پادتن» به عوامل مضر و بیماری زا در بدن حمله و آن ها را نابود می کنند.
در CLL روند رشد و نمو لنفوسیت ها به درستی انجام نمی گیرد به طوری که بسیاری از آنها ساخته می شود و مهم تر آن که، اگرچه ظاهرشان ممکن است طبیعی به نظر آید ولی قابلیت مبارزه با عفونت را آن طور که باید داشته باشند، ندارند.
این لنفوسیت های نابالغ را می توان در خون و در مغز استخوان مشاهده کرد. همچنین تجمع لنفوسیت های نابالغ در بافت های لنفاوی منجر به بزرگ شدن این بافت ها می شود. نکته دیگر این که مقدار زیادی از این سلول ها باعث کاهش دیگر سلول های خونی می شود به طوری که در نتیجه کاهش تولید گلبول های قرمز (برای حمل اکسیژن) کم خونی به وجود می آید همچنین کاهش تعداد پلاکت ها منجر به اختلال در فرآیند انعقاد خون شده و به آسانی باعث خونریزی و کبودی می شود.»
ژن های عامل سرطان در دام زیست حسگر
انصافی درباره عوامل بروز سرطان خون می گوید: «زیست حسگرها در عملکرد خود از یک عامل حیاتی استفاده می کنند. دو ژن اصلی عامل سرطان خون، PBGD و ZAP70 نام دارند. البته دانشمندان به تازگی ژن ZAP70 را به عنوان عامل جدیدی در بروز سرطان خون شناسایی کرده اند و نشان داده اند بروز جهش در این ژن می تواند به سرطان خون منجر شود.»
مدیر قطب حسگر دانشگاه صنعتی اصفهان ادامه می دهد: «از عوامل مهم جهش های ژنتیکی می توان به آلودگی های محیطی به ویژه آلودگی هوا، اثرات ژنتیکی و ارثی فرد و مسائل روحی و روانی اشاره کرد.
در سال 1390 تیم تحقیقاتی ما توانست براساس ژن PBGD سرطان خون را تشخیص دهد و جایزه هفدهمین جشنواره رازی را از آن خود کند. امتیاز این روش که ما آن را «تشخیص» می نامیم، این است که تشخیص بیماری الزاما به معنای بیماری نیست. چون قبل از ابتلا به بیماری هم می توان حضور این ژن را در بدن فرد تشخیص داد و تمهیداتی در طول زندگی اندیشید تا دچار این بیماری نشود. در صورتی که در روش های کلاسیک فرد بعد از ابتلا متوجه بیماری خود می شود.»
علی اصغر انصافی در مورد تازه ترین پژوهش های گروهش توضیح می دهد: «در مطالعات تکمیلی که اخیرا درباره ژن ZAP70 انجام داده ایم دنبال درک این مساله بوده ایم که آیا عامل ابتلا به سرطان خون مستقیما به ژن ZAP70 مربوط می شود یا به نوع جهش یافته آن.
امروز با کمک زیست حسگری که تهیه کرده ایم، می توانیم تشخیص دهیم عاملی که در بدن فرد وجود دارد ژن ZAP70 است یا نوع جهش یافته آن. به عبارتی دیگر این زیست حسگر جدید قادر است حضور فرم جهش یافته ژن ZAP70 را هم تشخیص دهد.»
ساز و کار زیست حسگر جدید
بخش عمده ژن، DNA است که عملکرد زیست حسگر ساخته شده نیز براساس آن تعریف شده است. انصافی در این باره می گوید: « DNAحاوی یک زوج زنجیره است که از هر لحاظ به خوبی مزدوج شده اند. در مطالعاتی که انجام گرفت، DNA ژنی که شناسانی شده جدا می شود و یکی از زنجیره ها روی بستر حاوی نانوذرات طلا قرار گرفت. سپس این بستر نانوذرات طلا را از طریق شیمیایی روی الکترود گرافیتی متصل کردیم تا زیست حسگر ساخته شود.
حال اگر زنجیره دیگر این DNA در محیط وجود داشته باشد زیست حسگر به سرعت آن را تشخیص می دهد، با آن مزدوج می شود و سیگنال ارسال می کند. در غیر این صورت سیگنال تولید نخواهدشد.
فردی که با این زیست حسگر کار می کند عملیاتی روی سرم خون انجام و آن را در اختیار دستگاه قرار می دهد. اگر ژن عامل سرطان در پلاسمای فرد مورد آزمون وجود داشته باشد، بدون شک زنجیره ای از DNA در آن محلول وجود دارد. بنابراین سیگنال تولید می شود.
این ژن در بدن همه وجود ندارد. ممکن است که ژن ZAP70 در بدن فردی وجود داشته باشد و به مرور به ژن غالب تبدیل شود و سرطان ایجاد کند و همچنین ممکن است چنین اتفاقی هرگز رخ ندهد. به عنوان مثلا، اگر دو فرد صاحب این ژن ها را در نظر بگیرید که یکی در کلان شهری مانند تهران و با آلودگی وحشتناک هوا زندگی می کند و دیگری در روستایی خوش آب و هوا، امکان این که ژن در فرد ساکن تهران غالب شود و ایجاد سرطان کند به مراتب بیشتر از فرد ساکن روستاست.»
برتری زیست حسگر بر روش های تشخیصی دیگر
اکنون تشخیص سلول های سرطانی بعد از رشد آن ها صورت می گیرد. درواقع تا به امروز شیوه هایی وجود نداشته است که بتواند تشخیص دهد فرد به ژن سرطان آلوده است. شاید در آمریکا در برخی مراکز تحقیقاتی دنبال چنین روش هایی باشند اما به صورت تجاری و در آزمایشگاه های تشخیص طبی چنین روشی وجود ندارد.
امتیاز این زیست حسگر در این است که قبل از ابتلا به سرطان و قبل از غالب شدن ژن نشان می دهد فرد پتانسیل ابتلا به این بیماری را دارد یا خیر. از نظر اقتصادی نیز روش تشخیص با این زیست حسگر بسیار ارزان و مقرون به صرفه است. اگر فردی بتواند قبل از بروز بیماری آن را تشخیص دهد و مدیریت کند هزینه های مالی و همچنین جانی بسیار کاهش خواهدیافت. تولید و انبوه سازی چنین روش هایی باعث اشتغال زیاد و ایجاد آرامش روحی بیشتر در جامعه نیز می شود.
فردی که دارای ژن سرطان خون است، چه باید بکند؟
علی اصغر انصافی به افراد دارای ژن توصیه می کند: «نوع تغذیه و محیطی که فرد در آن قرار دارد از اهمیت ویژه ای در پیشگیری از ابتلا به سرطان خون برخوردار است. ناهنجاری های عصبی نیز جزو عوامل اصلی فعال شدن ژن ها محسوب می شود. فراموش نکنید هرچه میزان آنتی اکسیدان موجود در رژیم غذایی بالاتر باشد، تاثیر بیشتری روی پیشگیری خواهدداشت.»
او ادامه می دهد: «مساله دیگر مربوط به باورهای رایج مردم است که باید تغییر کنند. به عنوان مثال، مطالعاتی که درباره استفاده از ظروف مسی برای پخت و پز غذا انجام دادیم، نشان می دهد برخلاف باورهای رایج، پخت غذا در این ظروف همیشه مفید نیست. اگر حین پخت غذا در این ظروف به آن آب لیمو اضافه شود و غذای مورد نظر حاوی ترکیبات آهنی نظیر اسفناج نیز باشد نتیجه کار بسیار خطرناک خواهدبود. چون حضور یون های مس ممکن است باعث ایجاد جهش ژنی شود و این یعنی سرطان و بیماری های مختلف. بنابراین نوع غذا و محیطی که در آن قرار دارد تاثیر بسزایی در جهش های ژنی دارد.
پرهیز از مصرف فست فودها، مصرف کافی غذا و دست کشیدن از آن قبل از سیر شدن، داشتن فعالیت بدنی مناسب و منظم و حضور در طبیعت جزو موارد مهم در پیشگیری از جهش ژن ها و ابتلا به بیماری های مختلف محسوب می شوند. به طور کلی نیاز است همه افراد و به خصوص افرادی که دارای این ژن ها هستند، از سبک زندگی سالمی برخوردار باشند.»
طرح تجاری سازی زیست حسگر تولید شده در دستان مسئولان
انصافی با اشاره به این که طرح تجاری سازی این زیست حسگر به معاونت علمی ریاست جمهوری ارسال شده است، می گوید: «در صورت انجام اقدامات لازم و تولید انبوه، آزمایشگاه ها می توانند به کمک یک اپراتور ساده از این محصول استفاده کنند. این روش کم هزینه، خدمت بزرگی به جامعه ایرانی و به طور عام به جامعه جهانی خواهدبود. امیدواریم با حمایت دولت و وزارت بهداشت این طرح به زودی تجاری سازی شود و در خدمت مردم قرار بگیرد.
محققان در سراسر دنیا در حال تحقیق و اختراع شیوه های جدید هستند و اگر دانشمندی زودتر ابزاری را ابداع کند و به مرحله تجاری سازی برساند، بدون شک برنده است و افتخارش را از آن خود خواهدکرد.»
زیست حسگرها برای تشخیصی بی نقص
زیست حسگرها یا Biosensors حسگرهایی هستند که از یک عامل حیاتی استفاده می کنند و این عامل حیاتی می تواند آنزیم، آنتی ژن یا پادتن یا نوار DNA باشد. پروفسور انصافی در این باره می گوید: «درواقع این زیست حسگرها دارای یک بخش هوشمند حیاتی هستند و قادرند حضور یا عدم حضور یک گونه خاص را تشخیص دهند. امتیاز زیست حسگرها به عملکرد ویژه آنها مربوط می شود که به ندرت دچار خطا می شوند. به عنوان مثال انگشت نگاری DNA بخشی از عملکرد زیست حسگرهاست.»
سرطان خون و درمانی امیدوارکننده در سایه سلول های ایمنی
کنار خبر امیدبخش تولید زیست حسگر به دست پژوهشگران دانشگاه اصفهان، نتایج پژوهش های دیگری نیز برای درمان سرطان خون در جهان منتشر شده است که درمان در مقیاس آزمایشگاهی بر پایه سلول های ایمنی لنفوسیت T و میزان اثربخشی اش در مقابله با برخی از انواع سرطان های خون که دانشمندان «مرکز پژوهش های سرطان فِرد هاتچینسون» در سیاتل در کنفرانس انجمن پیشرفت علوم آمریکا در واشنگتن ارائه کردند، یکی از آن هاست.
نتایج این بررسی ها که محققان آن را «شگفت انگیز» می خوانند، نویدی تازه برای درمان بیماران مبتلا به سرطان خون محسوب می شود. روزنامه گاردین در این مورد می نویسد: «کمک گرفتن از شیوه اصلاح سلول های ایمنی در برخی از مراحل آزمایش، باعث شده است 80 درصد از شرکت کنندگان مبتلا به «لنفومای غیر هاجکین» (سرطان خون لنفاوی از نوع غیرهاجکین) بهبود یابند و در نیمی از این افراد، علائم بیماری کاملا از بین رفت.»
در این درمان امیدبخش، محققان عملکرد سلول های ایمنی یا همان لنفوسیت های T را دوباره طراحی کردند تا سلول های سرطانی را مورد هدف قرار دهد. سپس این سلول ها دوباره به بدن بیماران تزریق شد. در حال حاضر بررسی ها روی نوعی از سرطان خون یعنی لوسمی لنفوپلاستیک حاد (LAL) متمرکز شده است که به سلول های ریشه ای خون حمله می کند.
در طول یکی از بررسی ها محققان متوجه شدند علائم حدود 94 درصد بیماران مبتلا به این بیماری بهبود یافته است.
کیارا بُنینی، خون شناس دانشگاه سن رافائله شهر میلان این شیوه درمانی را انقلابی واقعی در درمان این نوع سرطان توصیف کرده است. به عقیده این محقق ایتالیایی سلول های «دوباره برنامه ریزی شده» می توانند مدت زمانی طولانی فعال باشند. درواقع لنفوسیت های T داروهای زنده ای هستند که می توانند در طول زندگی فرد در بدنش باقی بمانند و تاثیر درمانی خود را حفظ کنند.
درمانی برای بیماران محکوم به مرگ
البته چنین درمانی که از سلول های ایمنی بهره می گیرد، گاهی عوارض جانبی سنگینی دارد که به عنوان مثال می توان به بیش فعالی سلول ها اشاره کرد. این اختلال به بروز بیماری ها و عفونت ها منجر می شود، به طوری که برخی از بیماران شرکت کننده در این پژوهش با مشکلاتی مانند تب شدید، افت فشار خون یا مسمومیت دستگاه عصبی رو به رو شدند. از این تعداد، هفت بیمار از خود واکنش شدید ایمنی نشان دادند که به «سندرم آزاد شدن سیتوکین» معروف است و دو نفر از آن ها در اثر این سندرم جان باختند.
با وجود این عوارض جانبی شدید، استنلی ریدل، سرپرست این گروه پژوهشی معتقد است دلایلی برای خوش بینی و دلایل دیگری برای بدبینی نسبت به این شیوه درمانی وجود دارد. با این حال این محقق یادآوری می کند این روش درمانی برای بیمارانی که درمان های دیگر در آنها شکست خورده و در آستانه مرگ قرار دارند، شیوه موثری است.
به گفته این محقق، دانشمندان باید از این پس دنبال روش هایی برای کاهش عوارض جانبی تزریق مجدد لنفوسیت های T در بیماران باشند، زیرا شاید نشود با این شیوه جان همه بیماران را نجات داد اما از این پس ایمنی درمانی می تواند خود را به عنوان پشتیبان در درمان سرطان معرفی کند و این مساله ای است که قادر خواهدبود امیدی تازه در دل میلیون ها بیمار در سراسر جهان به جود آورد.
میکروسکوپ جدید محقق ایرانی برای تشخیص سلول های سرطان
برخلاف آنچه تصور می شود تشخیص سلول های سرطانی در نمونه های خونی همیشه کار ساده ای نیست. پزشکان معمولا ترکیباتی شیمیایی به نمونه ها تزریق می کنند تا سلول های سرطانی را ردیابی کنند اما در پی آن، نمونه خونی عملا برای انجام آزمون های دیگر غیرقابل استفاده می شود.
اخیرا محققان دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس به سرپرستی پروفسور بهرام جلالی میکروسکوپ جدیدی طراحی کرده اند که با کمک هوش مصنوعی و بدون آسیب به نمونه های خونی، سلول های سرطانی را تشخیص می دهد. این شیوه سریع تر و دقیق تر از روش های حاضر است که در آن ها مواد شیمیایی مخصوص به نمونه های خونی افزوده می شود.
میکروسکوپ طراحی شده می تواند در مدت یک ثانیه و بدون آسیب رساندن به نمونه خونی، 36 میلیون تصویر را بررسی کند. این محققان که نتایج مطالعات خود را در ژورنال Nature Scientific Reports منتشر کرده اند، می گویند استفاده از هوش مصنوعی در تشخیص سرطان 17 درصد موثرتر از ابزارهای کنونی است.
این دستگاه از شیوه «کشیدگی زمان فتونیک» استفاده می کند. این میکروسکوپ به کمک لیزر تصاویری ثبت و اطلاعاتی جمع آوری می کند که پیش از این ممکن نبود. سپس هوش مصنوعی بر پایه شیوه «یادگیری ژرف» سلول های سالم و سرطانی را از هم تمییر می دهد. در این شیوه جدید، سلول های سرطانی از همان ابتدا و در کوتاه ترین زمان ممکن قابل تشخیص اند. در نتیجه درمان بسیار سریع تر آغاز می شود. به این ترتیب، می توان در زمان مناسب جلوی تکثیر سلول ها را گرفت و جان بسیاری از بیماران مبتلا به سرطان را نجات داد.
ماهنامه دانشمند – فاطمه مهدی پور:
