تسریع در تشخیص سرطان با بهبود تصاویر

محققان ایرانی موفق به طراحی و سنتز نمونه های آزمایشگاهی نانوذرات، برای تشخیص زودهنگام بیماری سرطان شده اند.

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، امروزه یکی از مشکلات اساسی در درمان سرطان، تشخیص زودهنگام و دقیق آن است که با روش های تصویربرداری مولکولی امکان پذیر خواهد بود. در تصویربرداری مولکولی، فرآیندهای سلولی و مولکولی در بدن موجود زنده ی سالم، بدون انجام نمونه برداری صورت می گیرد.
در مقایسه با تصویربرداری های تشخیصی رایج، این نوع تصویربرداری، ناهنجاری های ملکولی که پایه و اساس بیماری هستند را به جای بررسی اثرات نهایی این تغییرات مولکولی جستجو می کند. روش های تصویربرداری مولکولی همچون تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) و تصویربرداری نوری به طراحی ماده کنتراست (عامل افزایش وضوح تصویر) مناسب جهت تشخیص سریع بیماری موردنظر نیاز دارند.

عملکرد تصویر برداری نوری

تئوری کلی تصویر برداری نوری مبتنی بر جذب فوتون های نوری توسط عناصر موجود دربدن انسان است. از جذب کننده های نوری مهم در بدن انسان می توان به همو گلوبین اکسیژن دار وهموگلوبین بدون اکسیژن اشاره کرد. که هردو در خون وجود دارند. میزان جذب نور در هموگلوبین اکسیژن دار و هموگلوبین بدون اکسیژن متفاوت است. بیشترین جذب نور برای هموگلوبین اکسیژن دار در طول موج 750 نانو متر و برای هموگلوبین بدون اکسیژن در طول موج 850 نانو متر رخ می دهد .طبق نمودار طیف الکترو مغناطیسی این دو طول موج در محدوده طیف نزدیک به مادون قرمز است. که تصویر برداری عملکردی با طیف سنجی نزدیک مادون قرمز نامیده می شود. در تصویربرداری نوری از بافت ها اطلاعات ساختاری کمی به دست می آید بنابراین دلایل خوبی برای ترکیب تصویربرداری نوری با تصویربرداری ساختاری و سه بعدیMRI وجود دارند. کاربردهای آن شامل تصویربرداری از حیوانات کوچک، تصویربرداری از سینه و مغز است. با داشتن داده های تصویربرداری نوری، تصاویر MRI برای مشخص کردن مرز بافت هایی با ویژگی های نوری متفاوت استفاده می شود و در نتیجه دقت بازسازی 3 بعدی تصاویر نوری را بالا می برد.

پژوهشگران دانشگاه صنعتی مالک اشتر در طرحی مشترک با پژوهشگران بلژیکی توانستند با طراحی و سنتز نانوذرات به تشخیص زود هنگام سرطان دست یابند. این نانوذرات در روش های شناسایی MRI و تصویربرداری نوری کاربرد دارد و ضمن کاهش هزینه های سرسام آور درمان سرطان و همچنین دردهای زجرآور ناشی از این بیماری، شانس تشخیص سرطان در مراحل ابتدایی را افزایش می دهد.
 حسن فتاحی،مجری طرح گفت: هدف از این پژوهش، طراحی ماده کنتراست نانوساختار با حساسیت بالا به منظور افزایش قابلیت تصویربرداری با هر دو روش MRI و تصویربرداری نوری جهت تشخیص زودهنگام سرطان بوده است؛ برای این منظور، نمونه ی ماده کنتراست نانوساختار طراحی و سنتز شده و عملکرد آن در راستای دستیابی به این هدف مورد ارزیابی قرار گرفته است.
وی در خصوص روش مذکور در درمان سرطان عنوان کرد: تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) یکی از روش های بسیار ایمن و غیرتهاجمی تصویربرداری است که به کمک مواد کنتراست بسیار حساس مانند نانوذرات سوپرپارامغناطیس اکسید آهن می تواند به عنوان یکی از روش های تصویربرداری مولکولی مورد استفاده قرار گیرد.
وی ادامه داد: این روش قابلیت ترکیب با تصویربرداری های نوری مانند تصویربرداری فلوئورسانس را دارد که روش حاصله تحت عنوان تصویربرداری دوعامله شانس تشخیص سرطان را در مراحل ابتدایی بیماری افزایش می دهد.
فتاحی افزود: نتایج تصویربرداری MRI و محاسبات مقادیر آسایش پذیری نشان داده است که ماده کنتراست دوعاملی تهیه شده از نانوذرات اکسید آهن، کارایی بسیار بالاتری نسبت به مواد کنتراست تجاری MRI دارد.
وی در بیان مزیت های استفاده از این روش نسبت به روش های تشخیصی متداول عنوان کرد: در این روش، خاصیت سوپر پارامغناطیسی ناشی از نانوذرات اکسید آهن از یک طرف و ماده فلوئوروفور متصل به نانوذرات از طرف دیگر، امکان تهیه ی ماده کنتراست دوعاملی را میسر کرده است. همچنین این نانوذرات اصلاح شده قابلیت ردیابی و شناسایی زودهنگام سرطان در دو روش تصویربرداری MRI و فلوئورسانس را ممکن کرده است.
فتاحی خاطر نشان کرد: لذا شناسایی سرطان در مراحل اولیه و امکان درمان سریع تر و موثّرتر آن را فراهم می کند؛ در نتیجه، این امر می تواند منجر به کاهش هزینه های درمان، هزینه های مربوط به نگهداری از فرد مبتلا، از دست رفتن نیروهای کارآمد و از همه مهم تر کاهش میزان درد فرد مبتلا به سرطان شود.
این محقق در پایان به روش ساخت و بررسی ماده کنتراست طراحی شده اشاره کرد و افزود: ابتدا نانوذرات سوپر پارامغناطیس اکسید آهن با توزیع باریک اندازه ی ذرات با روش مقرون به صرفه پلی ال، سنتز شده و سپس با طراحی و اصلاح شیمیایی سطح نانوذرات اکسید آهن با گروه های عاملی ویژه، رودامین B به عنوان ماده ی کنتراست تصویربرداری فلوئورسانس بر سطح نانوذرات  متصل شد. تصویربرداری های MRI و فلوئورسانس، کارایی بالای آن را جهت تشخیص سرطان نشان داد.
نتایج این کار در مجله Journal of the Iranian Chemical Society (جلد ۱۳، سال ۲۰۱۶، صفحات ۸۷ تا ۹۳) به چاپ رسیده و حاصل همکاری مشترک دکتر حسن فتاحی و دکتر یونس موسائی اسکوئی، اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر، پروین اقبالی، دانش آموخته کارشناسی ارشد دانشگاه محقق اردبیلی و محققان دانشگاه Mons بلژیک است.

منبع: مهر / دانستنی های فیزیک