توسعه ابزاری برای رصد سلول‌های قلب با کمک محققان ایرانی

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ساینس دایرکت، این ابزار با استفاده از حسگرهای پاپ آپ بدون آسیب رساندن به سلول ها آنها را بررسی می کند. دستگاه مذکور به طور مستقیم میزان حرکت و سرعت سیگنال های الکتریکی که در یک و همچنین چند سلول قلب را اندازه گیری می کند.

علاوه بر آن این نخستین ابزاری است که سیگنال های درون سلول های بافت سه بعدی را اندازه گیری می کند. دستگاه مذکور به محققان کمک می کند به چشم اندازی دقیق از اختلالات و بیماری های قلبی مانند آریتمی، حلمه و فیبروز قلبی (سخت یا ضخیم شدن بافت سلول های قلب) دست یابند.

«یو گو» محقق ارشد این پژوهش در این باره می گوید: مطالعه چگونگی انتشار یک سیگنال الکتریکی بین سلول های مختلف برای درک مکانیسم عملکرد سلول و بیماری اهمیت زیادی دارد. به عنوان مثال هرگونه بی نظمی در این سیگنال را می توان نشانه ای از آریتمی قلبی دانست. اگر سیگنال به درستی از یک بخش قلب به قسمت دیگر منتشر نشود، بخشی از این عضو نمی تواند سیگنال را دریافت کند و در نتیجه منقبض نمی شود.

«شنگ شو» استاد مهندسی نانو در دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو در این باره می گوید: با کمک این دستگاه می توان روی فعالیت قلب در سطح سلولی زوم کرد و به تصویری با وضوح بالا از آنچه در این عضو می گذرد، دست یافت. با کمک این ابزار می توان دید کدام سلول ها درست کار نمی کنند، کدام بخش ها با یکدیگر هماهنگ نیستند و مشخص کرد سیگنال در کجا ضعیف است. با کمک این اطلاعات می توان دقت تشخیص پزشکی را ارتقا داد.

دستگاه شامل چند «ترانزیستور اثر میدان» (FET) میکروسکوپی و سه بعدی است که شکلی نوک تیز دارند. این FET های کوچک بدون آسیب رساندن به سلول ها وارد غشای آن می شوند و به اندازه ای حساس هستند که سیگنال های الکتریکی را مستقیما از سلول ردیابی کنند.

برای آنکه این ابزارها بتوانند برای مدتی طولانی داخل سلول باقی بمانند، با ۲ لایه فسفولیپیدی پوشیده شده اند. FET ها می توانند به طور همزمان سیگنال های چند سلول را رصد کنند. همچنین آنها می توانند سیگنال ها را در ۲ منطقه مختلف داخل سلول نیز نظارت کنند.

آزمایش های تیم تحقیق نتایج جالبی داشت و نشان داد سیگنال ها داخل هر سلول قلب تقریبا با ۵ برابر سرعت سیگنال بین چند سلول حرکت می کنند. همچنین این دستگاه برای مطالعه فعالیت های الکتریکی داخل نورون ها نیز مناسب است. محققان قصد دارند در مرحله بعد از این ابزار برای همین منظور استفاده کنند.

در این پژوهش علاوه بر علی خادم حسینی ، روح الله نصیری و صمد احدیان نیز همکاری کرده اند. این تحقیق در ژورنال نیچر منتشر شده است.