تازه‌های علمی: بهبود تشخیص سرطان با لام میکروسکوپ نانو

وقتی زیر میکروسکوپ به سلول‌های بیولوژیکی نگاه می‌کنیم، معمولاً رنگ چندانی ندارند و برای تجسم آن‌ها لازم است با استفاده از تکنیک‌های رنگ‌آمیزی رنگ‌های مصنوعی را اضافه کنیم. به این ترتیب می‌توان شکل و ترتیب آن‌ها (ساختار سلولی) را در یک بافت مشاهده کرد و مشخص نمود که آیا سلول‌ها سالم هستند یا خیر.

اما گاهی اوقات، ساختار سلولی به تنهایی برای تشخیص دقیق یک بیماری کافی نیست و می‌تواند منجر به تشخیص نادرست شده و حتی جان بیماران به خطر بیندازد.

اما شاید راهی وجود داشته باشد که به کمک آن نه تنها ساختار سلول‌ها قابل مشاهده باشد، بلکه غیر طبیعی بودن آن‌ها را فقط با نگاه کردن به رنگ ذاتی سلول در زیر میکروسکوپ تشخیص داد.

این موضوع هدف یک تیم تحقیقاتی در استرالیا قرار گرفت. این تیم یک ابزار تشخیصی جدید پزشکی به نام NanoMslide را ابداع کردند. به این صورت که لام میکروسکوپ استاندارد را تغییر داده و آن را به ابزاری قدرتمند برای تشخیص سرطان، به ویژه سرطان سینه تبدیل کردند. در این مطلب قصد داریم به معرفی لام میکروسکوپ نانو بپردازیم. پس در ادامه با ما همراه باشید.

تشخیص زودهنگام مهم است

تخمین زده شده است که از هر هشت زن استرالیایی یک نفر تا سن 85 سالگی به سرطان سینه مبتلا می‌شود. این آمار تنها به استرالیا محدود نمی‌شود بلکه در سراسر جهان نیز عده‌ی زیادی جان خود را در اثر ابتلا به سرطان سینه از دست می‌دهند. در سال 2020، حدود دو میلیون زن به سرطان سینه مبتلا شده و حدود 68 هزار نفر نیز جان خود را در اثر این بیماری از دست داده‌اند.

با این وجود شاید بتوان با تشخیص زودهنگام و دقیق از این آمارها کاست. تشخیص دقیق مراحل اولیه سرطان سینه مستلزم شناسایی تعداد کمی از سلول‌های بیمار در سراسر بافت است که می‌تواند بسیار چالش برانگیز باشد. اما لام میکروسکوپ نانو را می‌توان ابزاری مفید برای رفع این چالش تلقی کرد.

لام میکروسکوپ با فناوری نانو

لام میکروسکوپ با فناوری نانو در صورت موفقیت کامل می‌تواند تحولی عظیم در حوزه هیستوپاتولوژی باشد. این لام‌ها که با نام plasmonically active microscope slides نیز شناخته می‌شوند، از فناوری نانو بهره برده و بدون نیاز به انجام تکنیک‌های رنگ‌آمیزی، رنگ سلول‌ها را نشان می‌دهند. در این لام‌ها از فناوری نانو برای تبدیل شیشه ساده به سنسور نوری استفاده شده است. زمانی‌که نمونه روی لام قرار می‌گیرد، تغییرات کوچک در ثابت دی الکتریک به کنتراست رنگی قابل مشاهده تبدیل می‌شود. سنسور با نور مرئی فعال می‌شود و هنگامی که جسمی مانند یک بافت با سطح سنسور تماس پیدا می‌کند، رنگ‌ها تولید می‌شوند. به این ترتیب سلول‌ها با تضاد رنگی دیده می‌شوند.

مزایای لام میکروسکوپ نانو چیست؟

همانطور که گفته شد، تشخیص به موقع و دقیق سرطان می‌تواند اهمیت زیادی در کاهش مرگ و میر ناشی از آن داشته باشد.

لام میکروسکوپ نانو در وهله‌ی اول تشخیص سلول‌های سرطانی یا ناهنجاری‌های خوش‌خیم درون بافت را آسان‌تر می‌کند. این ابزار با ارائه راهی برای تشخیص فوری این موضوع که کدام سلول‌ها می‌توانند سرطانی باشند، در کاهش عدم قطعیت در مورد تشخیص سرطان سینه در مراحل اولیه موثر است.

از طرف دیگر، طی چند دهه‌ی اخیر، محققان دریافته‌اند که سلول‌های سرطانی تمایل به تعامل با نور به روشی متفاوت از سلول‌های سالم دارند و این تعامل به عوامل مختلفی مانند توزیع پروتئین در داخل سلول و تفاوت در شکل کلی سلول بر می‌گردد. چالش اصلی این است که این تفاوت‌ها می‌توانند بسیار ظریف باشند و به روش‌های مختلفی بروز کنند. رویکردهای قبلی برای تمایز سلول‌های سرطانی تمایل به استفاده از تجهیزات میکروسکوپی تخصصی یا تکنیک‌های پیچیده‌ای داشت که به سختی می‌شد این رویکردها را در جریان کار آسیب‌شناسی موجود جای داد ( به دلیل نیاز به آموزش و دانش تخصصی) . اما تولید لام‌های نانو، رویکرد کاملاً متفاوتی بود که در آن به جای تمرکز بر توسعه یک میکروسکوپ بهتر، روی لام میکروسکوپ تمرکز شد.

همچنین، رنگ‌هایی که در حال حاضر برای رنگ آمیزی بافت‌ها استفاده می‌شوند، معمولاً به صورت یک یا دو رنگ ارائه می‌شوند. اما در لام‌های نانو، بافت‌ها با کنتراست کامل رنگی دیده شده که تمایز چند نوع سلول را در یک لام ساده تر و زیباتر می‌کند. همچنین از آنجایی که این فناوری بر هیچ عملکرد یا واکنش مولکولی خاصی تکیه ندارد، می‌توان از آن برای انواع دیگر سرطان یا  انواع بیماری‌ها استفاده کرد.

 این فناوری همچنین می‌تواند برای فضای رو به رشد آسیب شناسی دیجیتال بسیار مفید باشد و به توسعه الگوریتم های هوش مصنوعی برای شناسایی علائم بیماری کمک کند.

مقایسه رنگ‌آمیزی  H&E (هماتوکسلین و ائوزین) با نانو اسلاید

سخن پایانی

لام میکروسکوپ نانو یا همان نانو اسلاید را می‌توان یک نقطه عطف جدید در حوزه هیستوپاتولوژی تلقی کرد که می‌تواند در تشخیص سریع و دقیق بسیاری از بیماری‌ها موثر باشد. این لام در وهله اول برای تشخیص انواع سرطان به ویژه سرطان سینه مورد استفاده قرار گرفت اما تیم تحقیقاتی همچنان درحال بررسی کاربردهای ویژه‌ی این لام برای تشخیص سایر بیماری‌ها هستند. ( به عنوان مثال بررسی نمونه سواب دهان و گلو)

ما در این مطلب سعی کردیم اطلاعاتی در رابطه با این لام‌های نانو ارائه کنیم. امیدواریم این مطلب مورد توجه شما قرار گرفته باشد.