پل سازی برای پزشکی دقیق: نانوآرایه‌ی نانوسیالیابی آپتامر اندازه‌گیری پروتئین‌های تکی را انجام می‌دهد.
در جهان در حال تکامل پزشکی دقیق، نیاز به روش‌های قابلیت اندازه‌گیری بیومولکول‌ها با دقت و اختصاصیت بی‌نظیر بسیار مهم است. با درک این موضوع، دکتر یان شو، استادیار دانشکده مهندسی دانشگاه متروپولیتن اوساکا و تیم بین‌المللی پژوهشی وی، در این راستا پیشرفت چشمگیری داشته‌اند.
آن‌ها توانسته‌اند یک دستگاه نانوسیالیابی نوآورانه ایجاد کنند که قادر است پروتئین‌های تک‌تک را به صورت تصادفی برداشت نموده و آن‌ها را در غلظت طبیعی بالایشان به صورت دیجیتال تشخیص دهد. این پیشرفت می‌تواند پایه‌ای برای آینده پیشگیری و درمان شخصی‌سازی شده بیماری‌ها فراهم کند.
هدف پزشکی دقیق، سفارشی کردن راهبردهای پیشگیری و درمان بر اساس داده‌های ژنتیکی فردی، عوامل محیطی، سبک زندگی و سایر عوامل تعیین کننده است. در این راستا، اندازه‌گیری دقیق بیومولکول‌ها مانند ژن‌ها و پروتئین‌ها درون سلول‌های تک‌تک بسیار مهم است. با این حال، تاکنون ابزاری برای همزمان مدیریت حجم کمی محتوای یک سلول تک‌تک – به طور معمول در مرتبه‌ی پیکولیتر – و اندازه‌گیری بیومولکول‌ها در محیط‌های سلولی با غلظت بالا وجود نداشته است.
این دستگاه که به نام “آرایه نانوسیالیابی آپتامر نانو” یا به اختصار “نانا ( NaNa )” معروف است، یک تراشه مبتنی بر نانوکانال است که برای آنالیز دیجیتال مولکول‌های تک‌تک در نمونه‌ای با حجم بسیار کوچک معادل یک سلول تک‌تک طراحی شده است. با استفاده از آپتامرهای مصنوعی که به عنوان آنتی‌بادی شناخته می‌شوند، “نانا” قادر است به صورت تصادفی مولکول‌های تک‌تک پروتئین‌های هدف را در نمونه‌های با غلظت بالا برداشت نموده و به صورت دیجیتال تشخیص دهد. این آپتامرها که به مولکول‌های خاصی متصل می‌شوند، درون نانوکانال‌های دستگاه به صورت چگال آرایه شده‌اند.
پژوهشگران در آینده، قصد دارند با استفاده از نمونه‌های سلولی واقعی، نمونه‌برداری دیجیتال و بررسی داده‌های اندازه‌گیری شده را انجام داده و پتانسیل ادغام فناوری تشخیص تصویر مبتنی بر هوش مصنوعی و داده‌های بزرگ زیستی را بررسی نمایند.
دکتر شو، استاد علوم عمرانی، می‌گوید: “انسان‌ها از اندامی پیچیده که از تعداد زیادی سلول تشکیل شده‌اند، تشکیل شده‌اند. ما امیدواریم که نانا که اطلاعات تعداد بیومولکول‌ها در سلول‌های تک‌تک را به صورت دیجیتال به ما ارائه می‌دهد، به عنوان یک پلی بین علوم زیستی و علوم اطلاعاتی عمل نماید و راهی برای پزشکی دقیق در آینده فراهم کند.”
نتایج پژوهش در مجله “Small” منتشر خواهند شد.
