محققان دانشکده‌ي پزشکي دانشگاه جان هاپکينز در بالتيمور، آزمايش جديدي را براي بررسي تغييرات شيميايي "DNA"(که به آن متيلاسيون گفته مي شود) ابداع کردند. در آينده مي‌توان از اين فناوري در تشخيص اوليه‌ي سرطان و براي ارزيابي پاسخ بيماران به سرطان‌درماني استفاده كرد.

واسوديو بيلي، داوطلب PHD مهندسي زيست‌پزشکي در هاپکينز توضيح داد:«همزمان با واکنش متيلاسيون، ژن‌هاي سالم مي‌توانند به‌طور ناگهاني خاموش يا روشن شده، بدون هيچ تغييري در توالي نهفته‌‌ي "DNA"، منجر به ايجاد سرطان شوند. روش‌هايي که همينك در بررسي متيلاسيون استفاده مي‌شود، اشکالات علمي دارند .PCR مخصوص متيلاسيون‌ ـ که توالي‌هاي اختصاصي "DNA" را طي تنها چند ساعت، ميليون‌ها برابر تکثير مي‌کند‌ ـ براي رديابي مقادير کوچکي از متيلاسيون به اندازه‌ي کافي حساس نيست و PCR بلادرنگ ـ که به دانشمندان اجازه مي دهد تا افزايش در مقدار "DNA" بعد از تکثير را ببينند ـ نيز بايد چندين بار تکرار شود که آن هم بسيار پرهزينه خواهد بود.»به گفته‌ي او تست ابداعي دانشگاه هاپکينز، حساسيت و کارايي فناوري PCR را بيشتر مي‌کند.

اين تحقيق، در سومين همايش بين‌المللي مؤسسه‌ي سرطان آمريکا با عنوان Molecular Diagnostics in Cancer Therapeutic Development(که در تاريخ 22 الي 25 سپتامبر 2008 در فيلادلفيا برگزار شده بود) ارائه شد.

بيلي گفت:«رديابي متيلاسيون "DNA" اهميت زيادي دارد؛ زيرا اثبات شده که تعداد وسيعي از ژن‌هاي سرکوب‌گر تومور هنگام متيلاسيون "DNA" غير فعال مي‌شوند، نه در جريان جهش‌ها. روش ما در بررسي متيلاسيون ابزاري ارزشمند و مقرون‌به‌صرفه‌اي را براي تشخيص زودهنگام سرطان، کنترل رفتار تومور و ارزيابي پاسخ تومور به سرطان درماني‌هاي هدفمند، فراهم کرده‌است.»

براي آزمايش اين روش بيلي و هم‌دانشگاهي‌هايش قطعات "DNA" را با ترکيب شيميايي سديم بي‌سولفات مجاور کردند. اين کار سيتوزين‌هاي(يکي از بازهاي "DNA" )متيله‌نشده به‌صورت اتوماتيک به يوراسيل‌ها(يکي از بازهاي ريبونوکلئيک اسيد يا RNA، که به همراه "DNA" در سنتز پروتئين‌ها نقش دارند) تبديل مي‌شوند؛ اين در حالي است كه سيتوزين‌هاي متيله‌شده دست‌نخورده باقي مي‌مانند.

پس از آن دانشمنداني از PCR همراه با پرايمرهاي داراي برچسب، براي تکثير کردن و برچسب زدن اين قطعات "DNA" با ويتامين بيوتين استفاده کردند. در مرحله‌ي بعد آنها کوانتوم دات‌هاي(مولکول‌هايي با اندازه‌ي حدود يک‌ميلياردم متر داراي ويژگي‌هاي الکتريکي) پوشيده‌شده با پروتئين‌هاي استرپتاويدين را به نمونه‌ها اضافه کردند. قطعات متيله‌شده‌ي "DNA"که با بيوتين پوشانده شده‌اند، همانند نيروهاي مغناطيسي، به استرپتاويدين موجود بر روي کوانتوم دات‌ها مي‌چسبند، در حالي که متيلاسيون در "DNA" و کميت آن را نشان مي‌دهند.

اين تست جديد به قدري حساس است که مي‌تواند "DNA" متيله‌شده به مقدار 15 پيکوگرم را در حضور ده‌هزار برابر مقدار اضافي از توالي‌هاي کدکننده‌ي متيله‌نشده يا معادل پنج سلول را رديابي کند. علاوه براين، آنها قابليت رديابي، فقط با هشت چرخه‌ي PCR از خود نشان دادند. Yi Zhang ، يکي از داوطلبان Ph.D در دانشگاه پزشکي هاپکينز، در همکاري با هم‌دانشگاهيانش، با استفاده از نمونه‌هاي خيلي کوچک(با ميانگين 800 ميليارديوم يک ليتر در هر واکنش و با نمونه‌ها و معرف‌هاي کمتر از 2 درصد از آزمايش‌هاي معمول ) و استفاده از يک سيستم جديد Lab – On –Chip قادر به ديدن نتايج بودند. اين سيستم به محققان اجازه مي‌دهد تا حداقل کار با دست را براي بررسي نمونه‌ها داشته باشند، همچنين امکان پردازش و تحليل همزمان چندين نمونه را فراهم مي‌سازد. اين محققان موقتاً داراي پتنت موقتي براي اين تست هستند.

در تجربه‌ي ديگر، محققان از فناوري رديابي دقيق متيلاسيون در ژن ASC/TMS1 (که مرگ برنامه‌ريزي‌شده‌ي سلول را ترتيب مي‌دهد) با غلظت‌هاي پاييني از "DNA" گرفته‌شده از بزاق انسان، استفاده کردند. اين کار با مراحل معدود و چرخه‌ي PCR کمتر انجام شد. دانشمندان همچنين از اين تست براي تعيين مقدار برگشت متيلاسيون در نمونه‌هاي مايع مغز استخوان گرفته‌شده از بيماران داراي سندرم مييلوديسپلاستي ـ اختلالي که در آن سلول‌هاي مغز استخوان عملکرد طبيعي ندارند ـ قبل و بعد از درمان با دارو، استفاده کردند.

بيلي گفت:«اين تست جديد به دانشمندان اجازه مي‌دهد تا متيلاسيون چندين ژن را در آن واحد رديابي و ي"DNA" متيله‌شده و متيله‌نشده را همزمان مشاهده کنند. اين روش همچنين درصد متيلاسيون را در هر زماني مشخص مي‌کند.
 

منابع
http://www.nanotechwire.com/news.asp?nid=6671