روش نو، بررسی نمونه سلول را پالایش می نماید - اردکان خبر

4i نخستین تکنیک تصویربرداری است که به ما یک دید بافت به ارگانل تسهیم شده از نمونه های بیولوژیکی می دهد و اطلاعات چندگانه را به یکی و همان آزمایش پیوند می دهد.

اعتبار: UZH

گزارش کامل

محققان دانشگاه زوریخ یک روش نو برای تجزیه و تحلیل سلول ها و اجزای آنها به نام Iterative Indirect Immunofluorescence Imaging (4i) توسعه داده اند. این نوآوری به طور قابل توجهی روش استاندارد تصویربرداری ایمونو فلوئورسانس مورد استفاده در زیست پزشکی را بهبود می بخشد و برای پزشکان مقدار زیادی اطلاعات از هر نمونه فردی فراهم می نماید. 4i امکان مشاهده توزیع فضایی حداقل 40 پروتئین و تعدیل های آنها در همان سلول را برای صدها هزار سلول به طور همزمان در سطوح مختلف از بافت تا سطح ارگانل فراهم می آورد.

ده برابر بیشتر پروتئین در یک زمان مشاهده می شوند

گابریل گوت، که نویسنده اصلی این تحقیق و محقق پسا دکتری در موسسه علوم زندگی مولکولی در UZH است، می گوید: 4i نخستین تکنیک تصویربرداری است که به ما یک دید بافت به ارگانل تسهیم شده از نمونه های بیولوژیکی می دهد. ما برای اولین بار می توانیم اطلاعات چندگانه شده را که در بافت، سلول و سلول های سطح در یک آزمایش مشابه وجود دارد، پیوند دهیم.

ایمونوفلورسانس (IF) از آنتی بادی ها برای تجسم و قرار دادن پروتئین در نمونه های بیولوژیکی استفاده می نماید. در حالی که روش استاندارد IF معمولاً سه پروتئین را نشان می دهد، 4i از آنتی بادی های آماده و دم دست و میکروسکوپ های فلورسانس معمولی استفاده می نماید تا 10 بار بیشتر پروتئین را با هیبریداسیون تکراری و حذف آنتی بادی از نمونه، نمونه برداری نمایند. گابریل گوت شرح می دهد: تصور کنید که زیست شناسان سلولی روزنامه نگار باشند. هر آزمایش، مصاحبه ای با سلول های ما است. با IF مرسوم من می توانم سه سوال را بپرسم، در حالی که با 4i می توانم بحثی روی بیش از 40 موضوع داشته باشم.

نقشه، پیمایش سیستماتیک دورنمای سلولی را فراهم می آورد

وقتی مقدار زیادی داده به دست آمد، سپس باید بعلاوه توانایی بررسی آنها موجود باشد - و این مانع بعدی برای محققان است. ما تصاویری با تفکیک پذیری زیر سلولی برای هزاران سلول برای 40 کانال برای بیش از 10 شرایط عمل فراوری کردیم. چشم و مغز انسان نمی توانند پیچیدگی های بیولوژیکی را که به وسیله 4i جمع آوری شده پردازش نمایند.

برای استفاده کامل از داده های 4i، گابریل گوت یک برنامه کامپیوتری نو برای تجسم و تجزیه و تحلیل به نام Maps Multiplexed Protein را توسعه داد. این برنامه سیگنال فلورسانس چندگانه برای میلیون ها پیکسل را استخراج می نماید و یک نقشه انتزاعی اما نماینده توزیع پروتئین چندگانه در سلول ها را فراوری می نماید.

بنابراین محققان توانستند یک پیمایش سیستماتیک از منظر سلولی ایجاد نمایند: آنها توانستند ساختار درون سلولیِ فضاییِ بسیاری از اندام های پستاندار را در طول سلول و در محیط های مختلف ایجاد نمایند.

پیشرفت پزشکی دقیق

برنامه های کاربردی برای 4i و نقشه های پروتئین چندتایی متعدد هستند، از تحقیقات پایه گرفته تا پزشکی دقیق. گوت می گوید: ما امیدواریم که 4i و نقشه های پروتئین چندتایی، به پژوهشگران یاری کند تا فرآیندهایی که در دهه های گذشته در مرکز تحقیقات بیولوژیک بوده اند را بهتر درک نمایند. در عین حال، محققان قصد دارند از این فن آوری برای پیشبرد مرزهای پزشکی دقیق، به ویژه در تشخیص سرطان و انتخاب درمان استفاده نمایند.

روش نو در حال حاضر در درمان تومور استفاده می گردد

برای معین اثرات مواد دارویی بر روی سازمان و فیزیولوژی سلول ها، می توان از روش بررسی Iterative Indirect Immunofluorescence Imaging (4i) هم استفاده کرد. این روش در حال حاضر در یک همکاری تحقیقات ترجمه ای با پزشکان و یک شرکت داروسازی با هدف بهبود نتایج درمان بیماران سرطانی مورد استفاده قرار می گیرد. لوکاس پلکمانز، استاد مؤسسه علوم زندگی مولکولی در دانشگاه UZH، و تیم تحقیقاتی او، معین کردن سلولهای تومور بیمارانی که با داروهای مختلف سرطان درمان شده اند را هدف گذاری نموده اند. دانشمندان امیدوارند نتایج آزمایشگاه، اطلاعاتی را برای حمایت از تصمیم گیری بالینی برای درمان فردی بیمار فراهم کند. علاوه بر این، محققان برنامه ریزی می نمایند برای پیاده سازی 4i و نقشه های پروتئین چندتایی روی بخش های بافت تومور برای شناسایی نشانگرهای مربوطه و در نتیجه بهبود تشخیص و پیش بینی بیماران سرطانی.

قدرت رادیومیکس برای بهبود پزشکی دقیق

پزشکی دقیق به نوآوری پیشرو در درمان سرطان تبدیل شده است. بیماران به طور معمول با داروهایی که برای هدف خاصی از تومورها و مولکول ها طراحی شده اند، درمان می شوند. علیرغم پیشرفتی که در درمان سرطانی هدفمند انجام شده است، جهت آهسته شده است و دانشمندان جهتی طولانی را پیش رو دارند. در یک پروژه مشارکتی، تحقیق شده است که رشته در حال ظهور رادیومیکس پتانسیل بهبود پزشکی دقیق را با تشخیص غیر تهاجمی ویژگی های مولکولی و کلینیکی تومورهای ریه دارد.

رادیومیکس به دانشمندان و پزشکان یک روش نو برای تجزیه و تحلیل زیست شناسانه تومورهای منفرد، راهنمایی درمان سرطان و پیش بینی پاسخ به درمان را ارائه می دهد. تقریباً هر بیمار مبتلا به سرطان، توموگرافی کامپیوتری (CT)، رزونانس مغناطیسی (MRI) و یا توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) را به عنوان استاندارد مراقبت از بیمار تصویر برداری نموده است. این نوآوری به طور قابل توجهی روش استاندارد تصویربرداری ایمونو فلوئورسانس مورد استفاده در زیست پزشکی را بهبود می بخشد و برای پزشکان مقدار زیادی اطلاعات از هر نمونه فردی فراهم می نماید. تصاویر اجازه می دهد تا پزشکان به معین مرحله و محل تومور و تصمیم گیری در خصوص درمان بپردازند. اما با پیشرفت های اخیر در داده ها و مدل های کامپیوتری، این تصاویر در حال حاضر در زمینه رادیومیکس برای استخراج اطلاعات با ابعاد بزرگ که می توانند برای راهنمایی پزشکی دقیق استفاده شوند، استفاده می گردد. با استفاده از رادیومیکس، دانشمندان قادرند عناصری از ویژگی های مختلف تومورها مانند شدت، شکل، مقدار و بافت را به طور عینی کمی نمایند. سپس داده ها می توانند در ترکیب با داده های ژنتیکی و بالینی برای پیش بینی جهتهای بیولوژیکی فعال، نتایج بالینی و درمان های بالقوه موثر مورد استفاده قرار گیرند.

منبع: سایت ساینس دِیلی