دستاورد پژوهشگران دانشگاه شریف در تشخیص سرطان

طراحی و ساخت سامانه جداساز سلول‌های سرطانی پس از سه سال تلاش دکتر امیر شاملو، دانشیار دانشکده‌ مهندسی مکانیک و عضو پژوهشکده‌ زیست فناوری و محیط زیست دانشگاه صنعتی شریف به همراه تیم دانشجویان خود شامل مائده مومنی، امین نقد لو و مجتبی حسنی دانشجویان کارشناسی ارشد و محسن بسنجیده دانشجو دکتری و با همکاری دکتر منوچهر وثوقی ریاست پژوهشکده زیست فناوری و محیط زیست به سرانجام رسیده است.

دکتر شاملو مدیر پروژه سامانه جداسازمیکروفلوئیدیکی سلول‌های سرطانی در گفتگو با خبرنگار روابط عمومی گفت: در این پروژه سامانه گریز از مرکز سیالاتی با هدف جداسازی سلول‌های سرطانی در گردش خون(CTC) ، طراحی، شبیه سازی و ساخته شده است. با استفاده از این سیستم می‌توان در احجام خیلی کم نمونه خون، جداسازی سلولهای هدف را انجام داد.

سلول‌های هدف می‌تواند سلول‌های سرطانی در گردش خون یا هر سلولی که جداسازی و شناخت آن حائز اهمیت است مثل سلول‌های بنیادی را در برگیرد.
برای طراحی این سیستم از راهکارهای سیالاتی و هیدرودینامیکی بهره گرفته شده است. در این خصوص با توجه به اینکه این راهکارها حالت غیر فعال دارند و نمی‌توان به صورت اختصاصی برای سلول هدف به آن‌ها اعتماد نمود، علاوه بر قسمت غیرفعال، راهکارهای فعال نیز در این پروژه مد نظر قرار گرفته است بدین صورت که با استفاده از آنتی بادی اختصاصی سلول‌های هدف این سلول‌ها جداسازی می‌شوند.

پس دو راهکار فعال و غیرفعال در این طرح گنجانده شده است. سلول‌های هدف در این مطالعه سلول‌های سرطانی هستند که جداسازی آن‌ها حائز اهمیت است. در نهایت نانو پارتیکل‌های مغناطیسی متصل شده به آنتی بادی اختصاصی سلول‌های هدف در محیطی که این سلول‌ها به همراه سایر سلول‌های موجود در نمونه خون وجود دارند قرار می‌گیرند و با استفاده از نیروی مغناطیسی که می‌تواند نانو ذرات را به خود جذب کند جداسازی سلول‌های متصل به نانوذرات انجام می‌پذیرد. سامانه میکروفلوئیدیکی مورد استفاده در این طرح بر روی سیستمی شبیه به یک دیسک فشرده مستقر شده است. سیستم استفاده شده در این طرح یک سیستم گریز از مرکز است.

دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک در خصوص طراحی سامانه جداساز سلول‌های سرطانی گفت: طراحی این سامانه به گونه‌ای بوده که در نهایت بیمار بتواند به آسانی حتی در منزل از این سیستم استفاده کند. در این سامانه بیمار با قرار دادن قطره خونی که بر روی میکروکانال‌های مستقر بر روی سامانه قرار می‌دهد می‌تواند وجود یا عدم وجود سلول بیماری‌زا در داخل خونش را تشخیص دهد.

مائده مومنی دانش آموخته شریف در ادامه در خصوص توضیح سامانه جداساز گفت: پروژه‌ای که پس از سه سال به نتیجه رسیده است به صورت سلسله مراتبی بود که افراد با همکاری یکدیگر کار را تکمیل کردند. قسمتی که در این پروژه حائز اهمیت است تعداد سی‌تی‌سی‌ها یا سلول‌های سرطانی در گردش خون است. تعداد این سلول‌ها نشان‌دهنده پیشرفت بیماری است. مشکل موجود، تعداد سلول‌ها و کمبود آن‌ها نسبت به گلبول‌های قرمز یا گلبول‌های سفید موجود در جریان خون است.

دکتر شاملو در ادامه عنوان کرد: بسیاری از محققین و پژوهشگران فعال در رشته‌های گوناگون اعم از مهندسی پزشکی، مهندسی مکانیک و مهندسی برق و شیمی، در دنیا به سمت سیستم‌های میکروفلوئیدیکی در جهت جداسازی سلول‌های سرطانی روی آورده‌اند.

استفاده از این سیستم تحولی شگرف در زمینه تشخیص سرطان محسوب می‌شود. با استفاده از این سیستم دیگر نیاز به بافت برداری مکرر از تومور نیست. نمونه‌برداری از تومور تاکنون یکی از روش‌های رایج درمان سرطان بوده که البته خطرناک هم است. یکی دیگر از مزایای این روش امکان استخراج دی‌ان‌ای و مطالعه ژنتیکی سلول‌های هدف پس از جداسازی این سلول‌ها و کسب اطلاعات سودمندی در خصوص نوع سرطان، میزان پیشرفت و مرحله آن است.

وی یکی دیگر از مباحث مهم در خصوص سامانه جداساز را عدم نیاز به سایر تجهیزات خارجی برای عملکرد سامانه و تنها با استفاده از یک موتور دوار و با بهره‌بری از نیروی گریز از مرکز عنوان کرد. با استفاده از یک دستگاه دورانی، سیال پس از حرکت از قسمت مخزن‌های ورودی و با استفاده از نیروی گریز از مرکزی که وجود دارد به سمت مخرج‌های خروجی هدایت می‌شود. به دلیل وجود دو نوع سلول (سلول‌های سرطانی یا هدف و سلول‌های غیر سرطانی یا سلول‌های خونی) دو مخزن تعبیه شده است که با عنوان‌های مخزن هدف و مخزن غیر هدف مورد استفاده قرار می‌گیرد، سپس با استفاده از هندسه و مغناطیس موجود سلول‌ها جداسازی می‌شوند و به سمت مخزن‌های هدف و غیر هدف تعبیه شده حرکت می‌کنند.

پژوهش بر روی سامانه جداساز میکروفلوئیدیکی در ایران برای اولین بار با هدف جداسازی سلول به صورت هوشمند انجام گرفته است. سامانه جداساز میکروفلوئیدیکی سلول‌های سرطانی می‌تواند به سمت پزشکی فردگرایانه پیش رود.

در ادامه دکتر شاملو درباره‌ی تجاری‌سازی محصول گفت: پس از حدود سه سال کار بر روی سامانه جداساز در حال حاضر تصمیم بر این است محصول وارد بازار شود. قبل از آن لازم است تست‌های نهایی با همکاری با نهادهای مرتبط مانند بیمارستان‌ها که نمونه‌های لازم را در اختیار دارند انجام شود.

برای تجاری سازی و پیش رفتن در مسیر تولید این محصول گام اول انجام تست‌ها و همکاری با آزمایشگاه‌ها در جهت اثبات سهولت کاربری برای متخصصین این حوزه است. در مرحله بعد هدف، پزشکی شخصی است تا فرد بیمار بتواند در منزل از این محصول استفاده کند. تحقیقات به سمتی می‌رود که افراد بتوانند بدون مراجعه به آزمایشگاه پزشکی روزانه و به صورت خاص بیماری خود را پایش کنند.

به گزارش روابط عمومی دانشگاه صنعتی شریف، دکتر شاملو از حمایت‌های دانشگاه صنعتی شریف در بخش آغازین پژوهش گفت و در ادامه افزود: در حال حاضر مذاکره با معاونت علمی و ارگان‌هایی که به صورت خصوصی فعالیت می‌کنند را در پیش گرفته ایم. سامانه جداساز سلول پژوهش جامعی است که در نظر داریم با کسب حمایت از نهادهای مختلف آن را عملیاتی کرده و سپس وارد بازار کنیم. تست‌های آزمایشگاهی به صورت کامل انجام شده است. اما سعی ما در طراحی سامانه بر این بوده تا با استفاده از آنتی بادی اختصاصی سلول هدف بتوانیم سلول‌های متفاوتی را از نمونه‌های خونی جدا کنیم.