ابداع تراشه ای پیشرفته که پاسخ ایمنی بدن را تنها با یک قطره خون در ۹۰ دقیقه تحلیل می کند
- شناسه خبر: 34418
- تاریخ و زمان ارسال: ۲۳ تیر ۱۴۰۴ ساعت ۱۱:۵۴
- نویسنده: میترا راضی
پیشرفت‌های فناورانه در عرصه علوم زیستی، هر روز چشم‌انداز جدیدی در برابر پزشکان، پژوهشگران و توسعه‌دهندگان واکسن‌ها می‌گشاید. یکی از چالش‌های مهم در پژوهش‌های ایمنی‌شناسی، تحلیل دقیق و سریع پاسخ سیستم ایمنی به عوامل بیماری‌زا یا واکسن‌ها است. اکنون گروهی از دانشمندان موفق به ساخت تراشه‌ای شده‌اند که تنها با یک قطره خون و در زمانی بسیار کوتاه، اطلاعاتی عمیق درباره عملکرد ایمنی بدن ارائه می‌دهد. این تراشه می‌تواند به عنوان یک ابزار حیاتی در طراحی واکسن‌های جدید و درمان‌های هدفمند مورد استفاده قرار گیرد.
تکنولوژی mEM؛ گامی بزرگ در مسیر تحلیل سریع پاسخ ایمنی
در گذشته، بررسی نحوه واکنش سیستم ایمنی بدن به ویروس‌ها، نیازمند روزها زمان و حجم قابل توجهی از نمونه خون بود. اما با معرفی فناوری mEM (مخفف Micro Electron Microscopy)، این فرایند تنها به ۹۰ دقیقه زمان و کم‌تر از ۴ میکرولیتر خون نیاز دارد.
دانشمندان در مؤسسه تحقیقاتی اسکریپس در ایالات متحده، با توسعه این میکروچیپ توانسته‌اند روشی سریع، دقیق و کم‌هزینه برای بررسی آنتی‌بادی‌ها و نحوه اتصال آن‌ها به ویروس‌ها ارائه دهند. این فناوری، نه‌تنها زمان آزمایش را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد، بلکه امکان مطالعه روی حیوانات کوچک و حتی بیماران با محدودیت در نمونه‌گیری را نیز فراهم می‌سازد.
- تراشه mEM قابلیت پردازش تنها با یک قطره خون را دارد.
- فرایندی که قبلاً تا یک هفته زمان نیاز داشت، اکنون در ۹۰ دقیقه انجام می‌شود.
- سطح تراشه با پروتئین‌های ویروسی پوشانده می‌شود تا آنتی‌بادی‌ها به آن متصل شوند.
- سپس با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، نقاط اتصال آنتی‌بادی‌ها (اپی‌توپ‌ها) شناسایی می‌شوند.
دقت و حساسیت بالای فناوری جدید در تشخیص آنتی بادی ها
یکی از ویژگی‌های برجسته mEM، توانایی آن در شناسایی نقاط اتصال جدید آنتی‌بادی‌ها به ویروس‌هایی مانند ویروس کرونا (SARS-CoV-2) و آنفولانزا است؛ نقاطی که در روش‌های قدیمی‌تر قابل تشخیص نبودند. این به دانشمندان امکان می‌دهد تا به‌جای بررسی‌های محدود و تکی، نقشه‌ای جامع از سیستم ایمنی و نحوه مقابله آن با بیماری‌ها تهیه کنند.
در نتیجه، طراحی واکسن‌ها و درمان‌های اختصاصی نیز با سرعت بیشتری انجام می‌شود و حتی قابلیت شناسایی جهش‌های جدید ویروس‌ها نیز بهبود پیدا می‌کند.
- شناسایی اپی‌توپ‌هایی که قبلاً قابل شناسایی نبودند
- امکان مطالعه روی گونه‌های ویروسی جدید و در حال تحول
- افزایش دقت طراحی آنتی‌بادی‌های مونوکلونال و درمان‌های هدفمند
- کمک به فهم بهتر ایمنی‌زایی واکسن‌ها و میزان اثربخشی آن‌ها
امکان رهگیری پاسخ ایمنی در طول زمان با کم ترین حجم خون
یکی از محدودیت‌های اساسی در مطالعات قبلی، نیاز به نمونه‌گیری مکرر و حجیم از خون بود. اما با فناوری mEM، دانشمندان توانسته‌اند پاسخ ایمنی را به‌صورت پیوسته و در طول زمان، حتی در حیوانات کوچک مثل موش، بررسی کنند. این موضوع باعث تحول در شیوه انجام مطالعات آزمایشگاهی و پیش‌بالینی می‌شود.
برای نخستین بار، پژوهشگران قادر به مشاهده روند تکامل آنتی‌بادی‌ها پس از واکسیناسیون یا مواجهه با ویروس‌ها شده‌اند؛ آن هم بدون ایجاد فشار یا آسیب به موجودات مورد آزمایش.
- مناسب برای نمونه‌گیری پیوسته در مطالعات طولی
- قابلیت استفاده در حیوانات آزمایشگاهی با حجم خون محدود
- کاهش نیاز به تکرار نمونه‌برداری‌های حجیم و تهاجمی
- تحلیل دقیق و قابل اتکا از سیر ایمنی‌زایی
آینده ای روشن با خودکارسازی و توسعه جهانی فناوری mEM
دانشمندان در حال حاضر در تلاش هستند تا این فناوری را به‌صورت کامل خودکارسازی کنند و امکان پردازش هم‌زمان ده‌ها نمونه را فراهم آورند. هدف نهایی، تبدیل mEM به یک ابزار استاندارد جهانی برای کاربردهای گسترده در صنعت داروسازی، مطالعات ایمنی‌شناسی، تشخیص سریع بیماری‌ها و نظارت بر اثربخشی واکسن‌ها است.
با این پیشرفت، آزمایشگاه‌ها و مراکز درمانی می‌توانند با صرفه‌جویی در زمان، هزینه و منابع انسانی، پاسخ ایمنی بدن را به‌دقت بررسی کرده و تصمیمات بهتری در مورد درمان‌ها اتخاذ کنند.
- توسعه نسخه‌های خودکار برای تحلیل هم‌زمان چندین نمونه
- کاربرد در فرآیند توسعه سریع واکسن‌های نوظهور
- تسهیل در شناسایی آنتی‌بادی‌های نوین و مؤثر
- پتانسیل بالای استفاده در پزشکی شخصی‌سازی‌شده
نتیجه گیری
ابداع تراشه mEM گامی بی‌سابقه در مسیر تحلیل سریع، دقیق و کم‌هزینه سیستم ایمنی بدن است. این فناوری انقلابی، چشم‌انداز جدیدی در عرصه طراحی واکسن‌ها، بررسی ایمنی‌زایی و شناسایی آنتی‌بادی‌های مؤثر گشوده است. سرعت بالا، دقت بی‌نظیر، و نیاز به حداقل حجم خون، ویژگی‌هایی هستند که mEM را به یکی از امیدبخش‌ترین ابزارهای آینده در علم پزشکی و زیست‌فناوری تبدیل کرده‌اند.
انتظار می‌رود که با توسعه بیشتر و دسترسی عمومی به این فناوری، پیشرفت‌های چشمگیری در مبارزه با بیماری‌های ویروسی و توسعه درمان‌های نوین حاصل شود.
