پژوهشگران دانشگاه تهران موفق به طراحی و ساخت یک نانوزیستحسگر رنگسنجی دوگانه شدهاند که میتواند دو نشانگر زیستی مرتبط با سرطان پستان را بهطور همزمان شناسایی کند. این پژوهش با هدف توسعه روشی سریع، حساس و مقرونبهصرفه برای تشخیص زودهنگام سرطان پستان انجام شده است.
این نانوزیستحسگر بر پایه نانوذرات طلا و DNAzyme طراحی شده و بدون نیاز به آنزیم عمل میکند. سامانه موردنظر قادر است دو microRNA مرتبط با سرطان پستان، یعنی miR-145 و miR-21 را بهصورت همزمان شناسایی کند. در این میان، miR-145 با الگوی بیان کاهشی و miR-21 با الگوی بیان افزایشی در ارتباط با سرطان پستان مورد بررسی قرار گرفتهاند.
در طراحی این سامانه از دو سازوکار تشخیصی مستقل استفاده شده است. برای شناسایی miR-145، واکنش زنجیرهای هیبریداسیون (HCR) و فعالیت شبهپراکسیدازی DNAzymeهای G-quadruplex به کار گرفته شده که با اکسیداسیون سوبسترای OPD، یک سیگنال رنگی قابل اندازهگیری ایجاد میکند. برای شناسایی miR-21 نیز از روش رنگسنجی مبتنی بر تجمع نانوذرات طلا استفاده شده است.
نتایج پژوهش نشان داد که این نانوزیستحسگر از حساسیت و ویژگی بالایی در شناسایی هر دو microRNA برخوردار است. حد تشخیص آن برای miR-145 و miR-21 در محیط بافر بهترتیب ۰.۱۵ و ۰.۱۲ نانومولار گزارش شد. همچنین این سامانه توانست هر یک از نشانگرهای هدف را بهصورت جداگانه و همچنین بهطور همزمان شناسایی کند.
عملکرد حسگر در نمونههای سرم خون اسپایکشده نیز بررسی شد و درصد تطابق ۹۸.۲ تا ۱۰۰ درصد به دست آمد. حد تشخیص در این نمونهها برای miR-145 و miR-21 بهترتیب ۰.۱۸ و ۰.۱۵ نانومولار بود. به گفته پژوهشگران، این نتایج نشاندهنده ظرفیت این سامانه برای استفاده در شرایط نزدیکتر به محیط واقعی بالینی است.
پژوهشگران، کارآمدی، هزینه پایین و سهولت استفاده را از ویژگیهای این نانوزیستحسگر عنوان کردهاند. این سامانه میتواند بهعنوان یک ابزار مکمل در غربالگری و پایش سرطان پستان مورد استفاده قرار گیرد. همچنین با تغییر توالی پروبهای مورد استفاده، امکان توسعه آن برای شناسایی سایر نشانگرهای زیستی از جنس اسیدهای نوکلئیک و بررسی برخی بیماریهای ژنتیکی نیز وجود دارد.
این پژوهش با همکاری مریم کرامتی و مهدی رهایی جهرمی از دانشگاه تهران انجام شده و نتایج آن در مقالهای با عنوان «Design and fabrication of a dual-mode colorimetric nanobiosensor for detection of breast cancer-related microRNA biomarkers upon the simultaneous application of gold nanoparticles and DNAzyme» در نشریه بینالمللی Analytica Chimica Acta منتشر شده است.
