اگرچه در حال حاضر اين روش در موش و ديگر حيوانات آزمايشگاهي انجام شده است و محققان اميدوارند بزودي در انسان مورد ارزيابي قرار بگيرد که اين شيوه به خودي خود انقلابي در تشخيص و درمان سرطان ايجاد خواهد کرد.
علوم صنايع زيستي يا زيست فناوري امروزه بخش قابل توجهي از منابع مالي دنيا را در اختيار خويش قرار داده است. البته مطمئنا گسترش روزافزون آن نيازمند فناوري هاي سريع تر، دقيق تر و ارزان تر است.
فناوري لومينسانس يکي از ابزارهاي دقيق ، ارزان و حساسي است که در مسايل مختلف بيوفناوري همچون علوم پزشکي کشاورزي ، صنعت و معدن و صنايع دفاع استفاده دارد.
پيشرفت هاي اخير در زمينه بيوفناوري ملکولي چندين ابزار از بيوفناوري جديد را در اختيار محققان قرار داده است که داراي مزيت هايي نسبت به ديگر ابزارها هستند.
از آن جمله مي توان قابليت بسيار بالاي سنجش و سرعت را در سيستم هاي کمي لومينسانس و بيولومينسانس نام برد. بيولومينسانس BL يا نشر نور به وسيله موجودات زنده ، يکي از جالب ترين مباحث زيست شناسي است.
با توسعه تحقيقات مشخص شده است که بعضي از اين سيستم ها کاربرد تجزيه اي دارند. در واقع مطالعات داخلي و خارج سلولي (in vitro in Vivo) در زمينه فرآيندهاي بيولوژيک (مانند بيان ژن ، ميانکش پروتئين پروتئين و پيشرفت بيماري) کاربردهاي کلينيکي فراوان و کشف داروهاي جديد را ميسر کرده است.
از طرفي ، ادغام آنزيم هاي لومينسانس يا فوتوپروتئين ها با اجزاي ويژه زيستي در زمينه ژنتيک به توسعه ابزارهاي تشخيص زيستي بسيار حساس منجر شده است.
مزيت بسيار بالاي کمي لومينسانس و بيولومينسانس قابليت بسيار بالاي اندازه گيري سيگنال است که در اين قابليت با استفاده از روشهاي گوناگون فوتون هاي بسيار اندک اندازه گيري مي شوند.
تشخيص با راديو داروها
پزشکي هسته اي شاخه اي از پزشکي است که در آن تشعشع و خواص هسته اي نوکلوئيدهاي راديواکتيو و پايدار براي تشخيص و درمان امراض به کار مي روند.
اين امر مي تواند بر پرتودهي مستقيم به وسيله يک چشم تشعشع خارجي و يا با تزريق داروهاي نشاندار تحقق يابد. از جمله کاربرد اين مواد، تشخيص انواع سرطان در مراحل مختلف است.
به اين منظور سودمندترين راديو ايزوتوپ ها هسته اي تابش کننده هاي گاما هستند، چرا که پرتوهاي تابش شده از اين مواد ميزان پيشرفت سرطان در بافتهاي بدن را بخوبي مشخص مي کند.
اما نبايد فراموش کرد که پس از يک تابش شديد اشعه به بدن به منظور تشخيص سرطان علايم و عوارض متعددي در فرد تظاهر پيدا مي کنند که از آن جمله مي توان به تخريب ارگان هاي خون ساز، تاثير روي سيستم گوارشي، مغز، غدد تناسلي و پوست به همراه علايمي همچون بي اشتهايي، سرگيجه ، استفراغ ، اسهال ، تعرق شديد، اختلال در تنفس ، لرزش بدن و تب اشاره کرد و البته اين عوارض تنها مضرات استفاده از اين روش تشخيصي نيست چرا که خود اين تشعشعات مي توانند انواع سرطان ها را در درازمدت ايجاد کنند.
در اين ميان استفاده از اشعه هاي يونيزاسيون در پزشکي براي امور تشخيص پديده اي رو به گسترش است ، لذا از يک طرف استفاده از آن در امر بهبود زندگي و سلامت جامعه ضروري است و از طرف ديگر زيانبار بودن آن براي سلامت جامعه امري بديهي به نظر مي رسد.
راهي که براي رفع اين تناقض وجود دارد استفاده کنترل شده و مطابق مقررات حفاظتي از اين مواد است. ضمن آن که استفاده از ابزارهاي تشخيص زيستي بسيار حساس به نظر مي رسد که با توجه به طبيعي و بدون عارضه بودن گرفته بسيار مناسب تري خواهند بود.
کرمي که تقليد مي شود
تنها واکنش آنزيماتيک بدن موجودات زنده که به توليد نور منجر مي شود، آنزيم لوسيفراز است که از کرم شب تاب جدا و درون باکتري کلون مي شود. به گفته دکتر سامان حسينخاني عضو هيات علمي دانشگاه تربيت مدرس در دانشگاه تربيت مدرس در 4سال گذشته ژن سازنده آنزيم لوسيفر از 2گونه بومي ايران شناسايي و در بانک ژن ثبت شده است.
حسينخاني درخصوص نحوه کار در اين طرح مي گويد: ژن اين آنزيم پس از انتقال به باکتري در توليد آنزيم مورد استفاده قرار گرفت.
پس از تخليص آنزيم کيت سنجش ATPراه اندازي شد. در فاز بعدي با ايجاد جهش در ژن آنزيم نشر نور قرمز از سبز به قرمز تغيير يافته است.
قابليت اين ژن در حال حاضر انتقال به بدن موجود زنده به منظور تصويربرداري از بافتهاي سرطاني در حال بررسي است.از آنجا که اين واکنش در حضور ATPانجام مي گيرد، قادر خواهيم بود با توجه به منحني هاي استاندارد، ميزان آن را اندازه گيري کنيم.
روشهاي زيادي براي اين منظور اعم از فيزيکي و شيميايي ابداع شده است ؛ ولي روش اندازه گيري به کمک لوسيفر از کرم شب تاب حساسترين روش است.
با استفاده از اين روش امکان تشخيص 10 -21 مو از ATPوجود دارد. اين مقدار از ATP به اندازه ماده حياتي يک باکتري است.
حسينخاني ساخت کيت سنجش ATPرا در اين طرح براي اولين بار در کشور مي داند و مي افزايد: در بدن همه موجودات زنده از جمله باکتريها ATPوجود دارد. با توجه به حساسيت زياد اين روش نسبت به ATP، مي توان از اين سيستم براي اندازه گيري باکتري ها استفاده کرد.
اين روش امروزه حساس ترين روش براي اندازه گيري آلودگي باکتريايي در همه صنايع است. کليه صنايعي که استريليزه بودن براي آنها مهم است ، براي تاييد محصولات خود از اين روش استفاده مي کنند.
در خاک شناسي نيز اندازه گيري ميزان باکتري هاي خاک، کنترل مواد غذايي و آب با اين روش انجام مي شود. در ضمن به منظور بررسي حيات در کرات ديگر، کما اين که سازمان NASA امريکا بر سنگهاي آسماني يا موادي را که از خارج جو از سوي فضانوردان آورده مي شود، با ترکيبات سيستم BLکرم شب تاب مخطوط مي کند از طريق ميزان نور توليدي به احتمال داشتن حيات در آن ها پي مي برد.
تصويربرداري و رديابي سلول هاي سرطاني
با استفاده از روش ايجاد جهش در ژن سازنده اين آنزيم در حال حاضر در دانشگاه تربيت مدرس نور سبز توليدي اين آنزيم به نور قرمز تبديل شده است.
نور قرمز براحتي از بافت هاي بدن موجودات زنده عبور مي کند (برخلاف نور سبز). ژن توليدکننده نور قرمز سپس به بافت هاي بدن موجودات زنده انتقال مي يابد.
بيان پروتئين لوسيفراز و توليد نور قرمز براحتي مي تواند با استفاده از دوربين هاي ويژه اندازه گيري شود و از اين طريق وضعيت بافتهاي نرمال و سرطاني تشخيص داده مي شود.
همچنين با استفاده از اين روش که روشي غيرمضر براي فرد ميزبان است براحتي مي توان مهاجرت سلول هاي سرطاني يا پديده متاستاژ را بررسي کرد.
چرا شب تاب مي درخشد؟
کرم شب تاب لفظي کلي است براي حشراتي که در شب مي درخشند. اين موجود برخلاف نام آن ، حشره اي است که جزو راسته سخت بالپوشان (Coleoptera) است. گونه هاي زيادي از اين حشرات شناسايي شده اند.
نور توليدي از آنها براي جلب جنس مخالف و همچنين در مواردي شکار طعمه است. در بعضي گونه ها در تمام مراحل دگرديسي حشره اعم از تخم ، لارو، حشره بالغ نر و ماده نورافشاني ديده مي شود.
نام علمي گونه اي که در ايران غالب است و به فراواني يافت مي شود Lampyris turkestanicus است. نام انگليسي اين حشره firefly و عربي آن حباحب است. در بسياري از گونه ها از جمله حشره ايران تنها جنس نر قادر به پرواز است و البته نور نيز مي دهد.
منبع: جام جم آنلاین