1

افزایش وضوح تصاویر MRI با فناوری نانو

موضوع : نانوذرات - سلامت کلمات کلیدی : گلیکول کیتوسان - نانوذرات اکسید آهن - تشخیص سرطان - تصویربرداری تاریخ خبر : 1391/01/21 تعداد بازدید : 2720

گروهی از محققان آمریکایی یک عامل وضوح تصویر اکسید آهنی روکش‌دهی شده ساخته‌اند که فقط با محیط اسیدی تومورها برهمکنش می‌کند؛ این ویژگی موجب می‌شود این عامل جدید ایمن‌تر، ارزان‌تر و موثرتر از عوامل وضوح تصویر موجود باشد.

در بسیاری از روش‌های تصویربرداری از تابش‌های پرانرژی یا فلزات سنگین (به‌عنوان عوامل وضوح تصویر) استفاده می‌شود که می‌توانند برای بیمار مضر باشند و همین امر استفاده از آنها را محدود می‌کند. حال محققان دانشگاه پنسیلوانیا یک عامل وضوح تصویر اکسید آهنی روکش‌دهی شده ساخته‌اند که فقط با محیط اسیدی تومورها برهمکنش می‌کند؛ این ویژگی موجب می‌شود این عامل جدید ایمن‌تر، ارزان‌تر و موثرتر از عوامل وضوح تصویر موجود باشد.

استفاده از تصویربرداری تشدید مغناطیسی یا MRI روز به روز کاربرد بیشتری در عرصه پزشکی پیدا می‌کند. در این روش از یک میدان مغناطیسی برای شناسایی تومورها استفاده می‌شود، اما در برخی موارد وضوح این تصاویر برای تشخیص تومور کافی نیست. بنابراین محققان از عوامل وضوح تصویر مانند نانوذرات حاوی اکسید آهن برای افزایش تباین تصاویر (کنتراست) و امکان تشخیص میان بافت‌های سالم و بافت تومور استفاده می‌کنند.

این ذرات موجب تغییر میدان مغناطیسی در نقاطی می‌شوند که در آنجا جمع شده‌اند. آنها با لایه‌ای از دکستران پوشیده شده‌اند که موجب می‌شود این ذرات توسط بدن جذب نشده و در فرد ایجاد بیماری نکنند. این روکش همچنین امکان خارج کردن ذرات را پس از تصویربرداری از بدن بیمار فراهم می‌کند. از سوی دیگر وجود دکستران امکان هدفگیری تومورها یا بافت‌های دیگر را از بین می‌برد.

اگر عوامل وضوح تصویر به‌نحوی طراحی شوند که تنها  به بافت‌های بیماری همچون تومورها متصل شوند، هر دو مشکل یکجا حل می‌شود. دانشمندان تلاش کرده‌اند با روکش دادن نانوذرات با پروتئین‌هایی که به گیرنده‌های سطح تومورها متصل می‌شوند، این مشکل را حل کنند، اما از این نظر تمام تومورها یکسان نیستند.

پروفسور اندرو تسورکاس، استادیار مهندسی زیستی دانشگاه پنسیلوانیا که این تحقیق را انجام داده است، می‌گوید: «یکی از مشکلات روش‌های مبتنی بر گیرنده‌ها این است که نمی‌توانید از بررسی تمام انواع تومورها اطمینان حاصل کنید. زمانی که گیرنده شما تنها در 30 درصد تومورها وجود دارد، نمی‌توان از آن در بررسی تمام بدن استفاده کرد. یکی از دلایلی که ما روش خود را دوست داریم این است که می‌تواند بسیاری از تومورها را هدف قرار دهد؛ تقریباً تمامی تومورها دارای محیط اسیدی متفاوتی نسبت به بافت‌های سالم هستند».

این محققان از اثری به نام اثر واربورگ که یکی از ویژگی‌های متابولیسمی تومورها محسوب می‌شود، برای غلبه بر مشکل هدفگیری بهره برده‌اند. بسیاری از سلول‌های بدن هوازی هستند؛ آنها انرژی اصلی خود را از اکسیژن می‌گیرند. با این حال حتی زمانی که اکسیژن زیاد است، سلول‌های تومور از یک فرایند بی‌هوازی برای تأمین انرژی استفاده می‌کنند. این سلول‌ها همانند ماهیچه‌های خسته گلوکز را به اسید لاکتیک تبدیل می‌کنند، اما تومورها بر خلاف ماهیچه‌ها جریان خون اطراف خود را برهم زده و به‌راحتی نمی‌توانند این اسید را از خود دور کنند. به‌همین دلیل تومورها تقریباً همیشه دارای pH پایین‌تر از بافت‌های سالم اطراف خود هستند.

محققان با استفاده از گلیکول کیتوسان این امکان را برای حامل‌های نانومقیاس ایجاد کردند که در اطراف بافت‌های سالم به شکل خنثی باقی مانده، اما در محیط اسیدی یونیزه شده و بدین ترتیب جذب تومورها شده و در آنها باقی بمانند.

جزئیات این تحقیق در مجله ACS Nano منتشر شده است.



مقالات آموزشی مرتبط