یک کشف جدید می تواند به درمان های سریعتر و موثرتر برای عوارض مزمن سلامت منجر شود

20فوریه 2021- اولین کشف جهانی توسط محققان دانشگاه موناش و دانشگاه کوئینزلند می تواند به درمان سریعتر و موثرتری برای عوارض مزمن سلامت، مانند بیماری های قلبی عروقی و سرطان، با استفاده از "حسگرهای زیستی فلورسنتداخل بدن"منجر شود.

یک تیم تحقیقاتی، به سرپرستی دکترSimon Corrie  از گروه مهندسی شیمی دانشگاه Monash و مرکز همگرایی علوم و فناوری زیست نانوی ARC، آنتی بادیهایی را مهندسی و نشان دار کردند که به پروتئین هایEGFR (گیرنده فاکتور رشد اپیدرمال) متصل می شوند. بدین ترتیب محققان می توانند از آنها برای نظارت بر غلظت پروتئین های EGFR در محلول های سرم با گذشت زمان، استفاده کنند.

نتایج این تحقیق در  ACS Sensors ، منتشر شده است.

نویسندگان این مقاله، دکتر Christian Fercher، دکترMartina Jones  و پروفسور Stephen Mahler ، از دانشگاه کوئینزلند و انستیتوی مهندسی زیستی و فناوری نانوی استرالیا، گفتند: عدم توانایی در تشخیص افزایش پروتئین های EGFR در انسان می تواند با توسعه تعدادی تومور از جمله سرطان ها و همچنین شروع بیماری هایی مانند آلزایمر همراه باشد.

محققان با ابداع یک مکانیسم تشخیص مستقل با کمک رنگهای فلورسنت، یک حسگر زیستی را از یک آنتی بادی معروف ساختند که قادر است تغییرات پروتئینEGFR ، را در زمان واقعی با مانیتور نمودن تغییرات قابل تشخیص در طیف های فلورسانس، نشان دهد.

توانایی نظارت بر غلظت نشانگرهای زیستی پروتئینی در مایعات بدن در زمان واقعی، برای ردیابی بیمارانی که در معرض خطر زوال سریع هستند، از جمله مواردی که نیاز به نظارت شخصی بر دارو دارند یا در معرض خطر بالای عوارض ناشی از شرایط بحرانی، مانند سپسیس، یا حمله قلبی هستند یا برای ارزیابی پاسخ تومور به درمان، بسیار ارزشمند است.

تاکنون هیچ کس نتوانسته بود یک آنتی بادی را برای آزمایش مداوم برای کار در داخل بدن، مهندسی کند.

دکتر سایمون کوری از گروه مهندسی شیمی در دانشگاه موناش، گفت: همه آزمایشات تشخیصی که ما با آنها آشنا هستیم شامل نمونه برداری از چیزی (خون ، ادرار یا بافت) در یک زمان خاص و بردن همان نمونه به آزمایشگاه برای بررسی است. اما برای بیمارانی که از شرایط حاد رنج می برند، زمان برای تشخیص و درمان سریع بسیار مهم است، و برای این کار، فرایند تشخیصی سنتی به اندازه کافی خوب نیست.

او افزود: نظارت بر تغییرات پویا در پروتئین ها، به عنوان مثال افزایش یا کاهش میزان پروتئین در طول زمان، اطلاعات بسیار دقیق تری در مورد یک بیماری یا روند درمان ارائه می دهد، اما سنسورهای مورد نیاز برای انجام این کار بجز سنسورهایی که برای آزمایش مداوم قند خون برای دیابت استفاده می شوند، وجود ندارد.

ظرفیت ما در ایجاد آنتی بادی هایی، که به طور برگشت پذیر به اهداف متصل می شوند و می توانند با استفاده از فلورسانس، تغییرات را به ما نشان دهند، به معنای ایجاد "حسگرهای داخل بدن" است. این سنسورها می توانند سطح نشانگرهای زیستی حیاتی را کنترل کنند زیرا این نشانگرها با گذشت زمان در پاسخ به یک بیماری تغییر می کنند، اطلاعات بدست آمده از این روش جزئیات بیشتری را نسبت به ارسال تنها یک نمونه به آزمایشگاه ارائه می دهد.

این نشانگرهای زیستی می توانند شامل مقدار پروتئین های سطحی در سلول سرطانی باشند و محققان با استفاده از این سیستم مانیتورینگ جدید می توانند تاثیرات یک دارو را در کاهش اندازه ی آنها بررسی کرده و بدین ترتیب بر اثربخشی درمان نظارت کنند. همچنین می توانند برای نظارت بر غلظت داروهای بالقوه سمی مانند برخی از آنتی بیوتیک ها از آنها استفاده نمایند.

با این روش جدید محققان قادرند که یک قطعه از آنتی بادی را با قابلیت اتصال برگشت پذیر تولید کنند که به یک پروتئین مورد تجزیه و تحلیل (scFv) در یک محلول شیمیایی متصل می شود، در حالی که ویژگی توالی آنتی بادی اصلی را حفظ می کند.

با تلاش محققان، نظارت مداوم در شرایط آزمایشگاهی طی چند ساعت با موفقیت ثبت شد.دکتر کوری گفت: ما در حال کار بر روی بکار بردن رنگهایی هستیم که برای کاربردهای پزشکی بسیار مناسب تر هستند. در آینده، ما انتظار داریم که این فرآیند برای تولید طیف وسیعی از حسگرهای زیستی استفاده شود که می توانند بر غلظت یک پروتئین به طور مداوم در داخل بدن انسان، از طریق یک فرآیند بیودارویی یا در محیط اطرافمان، نظارت کنند.

منبع:

Fercher, C., et al. (2021) Recombinant Antibody Engineering Enables Reversible Binding for Continuous Protein Biosensing. ACS Sensors. doi.org/10.1021/acssensors.0c01510.

https://www.news-medical.net/news/20210126/New-discovery-could-lead-to-faster-and-more-effective-treatments-for-chronic-health-complications.aspx