امروزه به‌‌رغم پیشرفت قابل توجه علم و دانش در همه حوزه‌ها بویژه پزشکی و دستیابی بشر به راه‌های درمانی جهت بسیاری از بیماری‌ها، هنوز برای برخی بیماری‌ها درمان قطعی یافت نشده و انسان هنوز با آنها دست به گریبان است. اما گهگاهی خبرهای مسرت‌بخشی به گوش می‌رسد که محققان گامی تازه درجهت درمان این بیماری‌ها بویژه سرطان برداشته‌اند و با این روند شاید تا چند سال آینده این بیماری کاملا قابل علاج شود. در این جهت بتازگی محققان موفق شده‌اند یک شبکه کامپیوتری زیستی را در سلول‌های انسان شناسایی کنند که قادر است به صورت کاملا هوشمندانه و با استفاده از ترکیبات زیستی خاص، سلول‌های سرطانی را شناسایی کرده و آنها را تخریب کند.
این گروه تحقیقاتی که در پی مطالعاتی طولانی‌مدت موفق به شناسایی این کامپوترهای زیستی در سلول‌ها شدند، هدفشان از این مطالعات، ساخت بیوکامپیوترهایی است که بتوانند با حمل مولکول‌های حسگر، اطلاعات مهمی را درباره سلول‌ها جمع‌آوری کرده و سپس با تشخیص غیرطبیعی بودن برخی سلول‌ها و تفکیک آنها از سلول‌های سالم، این سلول‌های غیرطبیعی را بدون آسیب به سلول‌های سالم از بین ببرند.
پژوهشگران در این مطالعات در حقیقت یک مدار ترکیب ژنی چندگانه را در سلول‌ها شناسایی کردند که وظیفه آن تشخیص سلول‌های سالم و طبیعی از سلول‌های غیرطبیعی و سرطانی است. این مدار ژنی پس از شناسایی سلول‌های سرطانی به این سلول‌ها نزدیک شده و آنها را تخریب و نابود می‌سازد.
این مدار ژنی، زمانی که فاکتورهای خاصی در سلول حضور دارند یک حسگر هوشمند حساس به سرطان را ایجاد و سپس با گردش در میان سلول‌ها، سلول‌های سرطانی را از سایر سلول‌ها تشخیص داده و بدون آسیب به سلول‌های سالم، آنها را از بین می‌برند.
کشف چگونگی عملکرد این بیوکامپیوتر
در این مطالعه محققان این شبکه ژنی را در 2 نوع از سلول‌های انسان، یکی در سلول‌های طبیعی و سالم و دیگری در سلول‌های غیرطبیعی Hela مورد آزمایش قراردادند. آنها این مدار ژنی را به هر 2 نوع سلول وارد کردند و دریافتند که از این 2 نوع سلول تنها سلول‌های غیرطبیعی Hela تخریب شده و از بین رفتند و سلول‌های سالم و طبیعی هیچ واکنشی به این ترکیب ژنی نشان ندادند. در ادامه پژوهشگران بر آن شدند تا دریابند که این ترکیب ژنی چگونه سبب نابودی این سلول‌ها شده است و این کامپیوتر زیستی از چه ترکیبی یا چه مولکول خاصی استفاده کرده است ؟ به این منظور آنها به دقت ترکیبات زیستی هر 2 نوع سلول را مورد بررسی و مطالعه قرار دادند و در سلول‌های غیرطبیعی Hela به گروهی از مولکول‌ها موسوم به RNA برخورد کردند. در ادامه آنها با بررسی RNA توانستند یکی از ترکیبات (miRNA) را شناسایی کنند و متوجه شدند که این ترکیب مولکولی تنها در سلول‌های غیرطبیعی Hela یافت شده و در سلول‌های سالم وجود ندارند.
نکته: محققان موفق شده‌اند یک شبکه کامپیوتری زیستی را در سلول‌های انسان شناسایی کنند که قادر است به صورت کاملا هوشمند و با استفاده از ترکیبات زیستی خاص، سلول‌های سرطانی را شناسایی کرده و آنها را تخریب کند
قابل ذکر است که در بدن انسان حدود 250 نوع مختلف از سلول‌های طبیعی وجود دارند که تعدادی از آنها براحتی سرطانی شده و قادرند رشد کرده و چند برابر شوند، لذا این سلول‌ها برای کار تحقیقاتی در آزمایشگاه‌ها به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرند، چراکه براحتی می‌توان آنها را در آزمایشگاه رشد داد، همچنین در بدن انسان انواع متنوع و بزرگی از مولکول‌های miRNA نیز وجود دارند که به طور متوسط بین 500 تا 1000 نوع مختلف از آنها در سلول‌های بدن انسان یافت می‌شوند که اعمال مختلفی را در سلول‌ها به عهده دارند.
کشف فاکتورهای پنجگانه
در ادامه دانشمندان با ایجاد یک برش عمودی از این مولکول‌ها آنها را مورد بررسی بیشتر قرار دادند تا بتوانند به طرز عملکرد آنها پی ببرند. شاید صرف حضور این مولکول‌ها در سلول‌های غیرطبیعی نتواند به تنهایی اطمینان لازم را فراهم کند. از آنجا که یک علامت و نشانه به تنهایی نمی‌تواند مشخصه یک بیماری باشد و معمولا برای تشخیص یک بیماری، پزشک به مجموعه‌ای از اطلاعات و علائم نیازمند است تا بتواند تشخیص درستی دهد، لذا گروه تحقیقاتی به بررسی فاکتورهای دیگر و علائم و نشانه‌های دیگر پرداختند تا بتوانند به درستی سلول‌های غیرطبیعی Hela را از سلول‌های سالم جدا کنند. در نهایت آنها به یک ترکیب ژنی با 5 فاکتور مولکولی از مولکول miRNA رسیدند که تنها در این سلول‌های غیرطبیعی وجود داشت و همین امر موجب شناسایی درست سلول‌های سالم از غیرسالم شد. در ادامه با کشف این فاکتورهای پنجگانه محققان به بررسی دقیق‌تر این فاکتورها پرداختند و دریافتند که مدار ژنی با ترکیب این فاکتورهای مولکولی است که می‌تواند هوشمندانه سلول‌های سرطانی را شناسایی کرده و از بین ببرد.
در مرحله بعد گروه تحقیقاتی از این شیوه در یک مدل حیوانی بهره بردند و قرار است با توسعه این روش بتوانند ابزارهای درمانی موثری را از طریق بیوکامپیوترها برای درمان سرطان به کار گیرند. اما هنوز در این مسیر مشکلات زیادی وجود دارد که باید حل شود. یکی از این مشکلات قرار دادن ژن‌های خارجی درون سلول‌ها به شیوه‌ای موثر و ایمن است که در این مورد شاید مولکول DNA بتواند این مشکل را حل کند که خود نیازمند مطالعات بیشتری است. همچنین این رویکرد نیازمند استقرار دائمی ژن‌های خارجی در سلول‌هاست که هنوز برای رفع این مشکل راهکاری پیدا نشده است. محققان امیدوارند با مطالعات بیشتر و رفع این موانع بتوانند نتایج تحقیقات خود را در نمونه‌های حیوانی آزمایش کنند و در نهایت راه را برای آزمایش در داوطلبان انسانی هموار کنند تا در آینده بتوانند روش‌های درمانی موثری را برای درمان سرطان بیابند.
منبع:science daily
