تاریخ:
19 فوریه 2019
منبع:
موسسه فناوری جورجیا
 

 

 
 
  توضیح تصویر: این Gabe Kwong محقق موسسه فناوری جورجیا و دپارتمان Coulter در کنار یک خمره ذخیره نیتروژن مایع در آزمایشگاه خود است.
 

اغلب اوقات، تنها پس از آن که یک عضو پیوند شده آسیب جدی می‌بیند است که نمونه برداری نشان می‌دهد که عضو پس زده شده است. یک روش غربالگری جدید با استفاده از ذرات حسگر و آزمایش ادرار می‌تواند رد شدن عضو را بسیار زودتر، جامع‌تر و بدون به کار بردن سوزن نمونه برداری نشان دهد.
 
هنگامی که سیستم ایمنی بدن تازه شروع به حمله به سلول‌های یک عضو پیوند شده می‌کند، ذرات این روش جدید یک سیگنال فلورسنت را به ادرار می فرستند. در یک تحقیق جدید، محققان موسسه فناوری جورجیا و دانشگاه اِموری این روش را در یک مدل ماوس اعتبار بخشیدند و سنسور را با مؤلفه‌های کاملاً سازگار با بافت زنده مهندسی کرده‌اند که می تواند راه را برای آزمایشات بالقوه آینده هموارتر کند.
 
زمانی که سلول های T حمله به یک عضو پیوند شده را آغاز کرده‌اند یک بیمار ممکن است احساس خوبی داشته باشد و یک نمونه بیوپسی ممکن است فریب آمیز باشد. ذره حسگر، که یک نانو ذره است، یک سلاح سلول T ، که یک آنزیم به نام گرانزیم B است، را آشکار می‌کند که سلول‌های عضو پیوند شده را به داخل یک پروسه خود انهدامی به نام آپوپتوز هل می‌دهد.
 

گیب کوانگ، یکی از محققان اصلی تحقیق و استادیار گروه والاس هول کولتر، گفت: "قبل از هرگونه آسیب اندام ممکن است سلول های T تولید گرانزیم B را داشته باشند، به همین دلیل این یک روش تشخیص زودهنگام است."
 
دکتر اندرو آدامز، پژوهشگر اصلی و استادیار جراحی در دانشگاه اموری گفت: "این روش به اندازه کافی حساس است تا احتمالا تشخیص شروع پس زدگی را قبل از این که شما متوجه آسیب قابل توجهی به عضو پیوند شده شوید بدهد و می‌تواند به درمان زودرس پزشکان برای پیشگیری از آسیب کمک کند." "در حال حاضر، اغلب تست‌ها در معرض اختلال در عملکرد اندام هستند، و گاهی اوقات، تا قبل از این که عملکرد اندام کمتر از 50 درصد شده باشد، آنها نشانه‌ای از بروز مشکل نمی‌فرستند." ادرار درخشان ممکن است جایگزین سوزن نمونه برداری شود. در تشخیص رد پیوند عضو، نانو ذرات جدیدی در آزمایشگاه بسیار سریعتر و کامل تر از بیوپسی عمل می‌کنند.
 
کوونگ و آدامز نتایج این مطالعه را در مجله Nature Biomedical Engineering در تاریخ 18 فوریه 2019 منتشر کردند. این تحقیق توسط موسسه ملی بهداشت، بنیاد ملی علوم و صندوق Wellcome Fund Burroughs تأمین سرمایه شد.
 

نانوذرات همراه با اکسید آهن در وسط چیزی شبیه یک توپ قرار می‌گیرند. سپس این توپ دوبار لایه گذاری می‌شود، یک بار با دکستران که یک شکر است و بار دیگر با پلی اتیلن گلیکول، که یک جزء معمول در ملین‌هاست و برای نگاه داشتن بدن از دفع خیلی سریع ذرات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
 
موهای زبر ساخته شده از اسیدهای آمینه از توپ آهنی بیرون می‌زنند در حالی که مولکول‌های "خبرنگار" تابان به نوک آنها  چسبیده‌اند.
 
ذرات به صورت داخل وریدی تزریق می‌شوند. آنها بیش از حد بزرگ هستند که در بافت‌های بومی تجمع پیدا کنند و یا از طریق کلیه‌ها از بدن خارج شوند، اما به اندازه کافی کوچک هستند که در بافت اندام‌های پیوند شده در حالت تجمعی قرار گیرند، جایی که آنها مراقب رد شدن عضو توسط سیستم دفاعی بدن هستند.
 

هنگامی که سلولهای T شروع به ترشح گرانزیم B می‌کنند، رشته‌های اسید آمینه را در سلول‌های اندام پیوندی قرار می‌دهند و باعث می‌شوند سلول‌ها از بین بروند و بمیرند.
 
"Kwong که آزمایشگاه ایمنی مصنوعی را در بخش Coulter هدایت می‌کند گفت: "موهای "نانو ذرات" هدف گیری‌های سلولی اسید آمینه گرانزیم را تقلید می‌کنند، بنابراین آنزیم، موها را از روی نانو ذرات در همان زمان می‌بُرد. این امر مولکول‌های خبرنگار را منتشر می‌کند که خیلی کوچک هستند طوری که به راحتی می‌توانند از سد فیلتر کلیه رد و وارد ادرار شوند."
 
در آزمایش، ادرار حیوانات تابان شد و در مثانه‌های آنها در تصاویر مادون قرمز قابل رؤیت بود. هنگامی که سلول‌های T اولین حمله خود را بر روی سلول‌های اندام پیوندی متمرکز می‌کنند، نانو ذرات یک سیگنال هشدار دهنده را به ادرار می‌فرستند که آن را تابان می‌کند.
 

محققان قصد دارند سنسور جدید خود را برای تشخیص سایر علل اصلی رد پیوند، و حملات آنتی بادی‌هایی که سلول‌های زنده نیستند، اما پروتئین‌هایی هستند که بدن برای خنثی کردن موجودات خارجی ایجاد می‌کند، توسعه دهند.
 
کوانگ گفت: "آنتی بادی‌ها سلول‌های هدف خود را از طریق انواع مختلف آنزیم‌های مشابه می کشند. در آینده، ما یک سنسور منفرد برای شناسایی هر دو نوع رد را در نظر می‌گیریم." اما باز پتانسیل بیشتری وجود دارد.
 
آدامز گفت: "این روش می تواند برای برطرف کردن مشکلات متعددی مانند رد، عفونت و آسیب به اندام پیوند سازگار شود. "درمان برای همه آنها متفاوت است، بنابراین ما می‌توانیم درمان مناسب و یا ترکیبی از درمان‌ها را انتخاب کنیم، و همچنین استفاده از آزمون برای اندازه گیری نتیجه درمان مؤثر است."
 

بیوپسی‌ها در حال حاضر استاندارد طلایی در تشخیص هستند، اما آنها می‌توانند اشتباه کنند، و سوزن پهن و طولانی آنها می‌تواند به بافت آسیب برساند.
 
آدامز گفت: "بزرگترین خطر بیوپسی خونریزی و آسیب رساندن به عضو پیوند شده است." "سپس امکان عفونت وجود دارد. شما همچنین با این روش فقط یک قطعه کوچک از اندام پیوندی را برای تعیین این که چه اتفاقی برای تمام عضو افتاده است بر می‌دارید، و شما ممکن است رد شدگی را از دست بدهید یا آن را اشتباه تشخیص دهید به این علت که احتمالاً سوزن به نقطه مناسب برخورد نکرده است."
 
آزمایش ادرار می تواند یک قرائت کلی برای تمام عضو باشد، و مزایای دیگری را نیز نسبت به بیوپسی‌ها دارد.
 
کوانگ گفت: "بیوپسی پیش بینی نشده است، این یک تصویر فوری استاتیک است، مانند نگاه کردن به یک عکس از مردم در اواسط پرش آنها. شما نمی‌دانید که آیا آنها در راه بالا رفتن هستند یا پایین آمدن. با بیوپسی شما نمی‌دانید که آیا رد شدگی در حال پیشرفت است یا پسرفت." "روش ما میزان فعالیت‌های بیولوژیکی را اندازه گیری می‌کند، و به ما می‌گوید که همه چیز در حال انجام است."
 
برگرفته از سایت ساینس دِیلی
 
مترجم: علی رضایی میر قائد