ساخت ژنوسنسور تشخیص عفونت گوارشی توسط محققان دانشگاه تهران
به گزارش نقشه، محققان دانشگاه تهران موفق به ساخت و طراحی ژنوسنسور الکتروشیمیایی برای شناسایی سویه های مختلف باکتری «سی دیفیسیل» با حساسیت بالا شدند.
به گزارش گروه علمی ایرنا از دانشگاه تهران، طراحی و ساخت این حسگر که در چارچوب رساله دکتری سپیده ضیایی و با راهنمایی هدایت اله قورچیان، عضو هیأت علمی مرکز تحقیقات بیوشیمی بیوفیزیک دانشگاه تهران و عباس یادگار از دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی صورت گرفته است، قادر به شناسایی باکتری سی دیفیسیل با دقت بالا به روش غیرتهاجمی است.
قورچیان، استاد راهنمای این رساله در رابطه با لزوم و اهمیت طراحی و ساخت این ژنوسنسور اظهار داشت: یکی از نتایج مصرف بی رویه آنتی بیوتیک، از بین رفتن میکروب های طبیعی روده است. فقدان این میکروب های طبیعی، زمینه را برای رشد و تکثیر میکروب های فرصت طلب که از راه آب و غذای آلوده وارد بدن شخص می شوند، فراهم می آورد. رشد میکروب های بیماری زا در روده، عملکرد طبیعی این اندام را مبتلا به اختلال می کند که یکی از اولین علایم آن اسهال است. باکتری کلستریدیوئیدس دیفیسیل یا به اختصار سی دیفیسیل که میله ای شکل، گرم مثبت، اسپورساز و بی هوازی است، یکی از این میکروب های فرصت طلب گوارشی است که می تواند سبب بروز اسهال شود.
وی اضافه کرد: علایم بالینی عفونت ناشی از سی دیفیسیل، بسته بشدت عفونت، سویه باکتری، سن و حساسیت بدن، به شکل ناقل بی علامت، اسهال خفیف یا متوسط، درد شکمی، تب، لکوسیتوز، کولیت شبه غشایی روده، سوراخ شدن روده تا کولیت التهابی شدید روده بزرگ، مگاکولون سمی و حتی مرگ، ظاهر می شود و عموماً در بیماران مسن خطرناک تر است.
استاد دانشگاه تهران در رابطه با سرایت این عفونت اظهار داشت: شیوع عفونت ناشی از سی دیفیسیل در تهران ۱۶ درصد تخمین زده شده و این رقم سالانه در حال افزایش می باشد. آن چه در اینباره نگران کننده است آن است که انتقال سی دیفیسیل تنها به علت بستری در بیمارستان، قرارگیری در محیط های درمانی یا مصرف آنتی بیوتیک صورت نمی گیرد، بلکه به سادگی از راه تماس با اشیای آلوده یا مصرف آب و غذای آلوده به اسپور این باکتری امکان دارد.
قورچیان در رابطه با عملکرد حسگر طراحی شده در مرکز تحقیقات بیوشیمی بیوفیزیک دانشگاه تهران اظهار داشت: این ژنوسنسور الکتروشیمیایی، برای شناسایی سویه های مختلف باکتری سی دیفیسیل با حساسیت و اختصاصیت بالا طراحی و ساخته شده است. در این حسگر ژن بیان کننده پروتئین سطحی این باکتری (به نام پروتئین SlpA) مورد شناسایی قرار می گیرد. این ژنوسنسور به روش غیرتهاجمی عمل می کند، به این مفهوم که هنگام نمونه گیری به بیمار صدمه ای نمی رساند، چون که ژن مورد بررسی از نمونه مدفوع بیمار استخراج می شود. با قرار دادن یک قطره از ژنوم استخراج شده در سطح حسگر، اگر آلودگی به باکتری سی دیفیسیل وجود داشته باشد سیگنال قوی الکتروشیمیایی و در غیر این صورت، سیگنال ضعیف ایجاد می شود.
وی در رابطه با حساسیت این حسگر الکتروشیمیایی این گونه توضیح داد: این ژنوسنسور می تواند مقادیر ژن این باکتری را در غلظت های بسیار پایین و در حد ۰.۲ فمتومولار (۱۶-۱۰×۲ مولار) شناسایی کند. پاسخ این ژنوسنسور در بازه ۰.۵ تا ۱۹۰۰ فمتومولار از غلظت ژن این باکتری خطی است. این ژنوسنسور همینطور نسبت به غلظت ۱۰۲ تا ۱۰۷ کلونی در گرم این باکتری پاسخ های مفهوم داری عرضه کرده است.
سرپرست تیم پژوهش طراحی و ساخت این ابزار تخصصی اضافه کرد: این ژنوسنسور، ژن هدف را به روش ولتامتری پالس تفاضلی اندازه گیری می کند. برای ساخت این ژنوسنسور، ابتدا سطح الکترود کربن شیشه ای با نانوذرات طلا و گرافن اکسید کاسته شده اصلاح می شود. این نانوذرات قادرند سیگنال الکتروشیمیایی را تقویت نمایند. سپس یک رشته نوکلئیک اسیدی که مکمل ژن هدف است بعنوان پراب گیرنده در سطح الکترود تثبیت می شود. در اثر اتصال اختصاصی پراب گیرنده با مولکول ژن هدف، هیبریدی از DNA دو رشته ای در سطح الکترود تشکیل می شود. مولکول شیمیایی که در این ژنوسنسور سیگنال الکتروشیمیایی را ایجاد می کند، یک اینترکلیتور است که می تواند با تمایل بالا بین جفت بازهای موجود در ساختار DNA دو رشته ای قرار گیرد، در حالیکه اگر هیبرید به وجود نیامده باشد، تمایل کمی برای اتصال به تک رشته های نوکلئیک اسیدی از خود نشان داده است.
وی در انتها اظهار داشت: از آنجائیکه نمونه مدفوع حاوی انواع مختلفی از باکتری هاست، امکان دارد ژنِ باکتری های دیگر هم در نمونه وجود داشته باشد که به پراب گیرنده در سطح حسگر متصل شده و سبب ایجاد پاسخ کاذب شود. اما این ژنوسنسور به نحوی طراحی شده که نسبت به باکتری سی دیفیسیل در مقایسه با سایر باکتری های موجود در دستگاه گوارش پاسخ قوی نشان دهد و نسبت به سی دیفیسیل عملکرد اختصاصی داشته باشد.
اطلاعات بیشتر در رابطه با این ژنوسنسور در مقاله ای از جانب الزویر انتشار یافته که از مسیر پیوند زیر، یافتنی است:
An ultrasensitive genosensor for detection of toxigenic and non-toxigenic Clostridioides difficile based on a conserved sequence in surface layer protein coding gene
این مطلب Go Map را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط در نقشه
نظرات بینندگان نقشه در مورد این مطلب