صراط: قرص‌هایی
از کاغذ صافی با کارایی بالا می‌تواند روش تشخیص عفونت‌ها را تغییر دهد.
برای نمایش قدرت این رویکرد که شامل تعبیه کردن دی.ان.ای عروس دریایی و
دیگر جانداران در داخل این کاغذ است، پژوهشگران توانسته‌اند دو سویه (نوع)
ویروس ابولا را با استفاده از این روش شناسایی کنند.
هرچند
این شیوه هنوز برای آزمایش مظنونین به ابتلای بیماری در غرب آفریقا آماده
نیست، صفحات کاغذی تشخیص‌دهنده ویروس برای استفاده بالقوه به‌عنوان روشی
ساده برای شناسایی افراد بیمار، در دست تولید است.
به
گزارش نیوساینتیست، جیم کالینز از مرکز مهندسی زیستی Wyss دانشگاه هاروارد
می‌گوید: «این روش، زیرساختی برای نوع جدید تشخیص بیماری است و هم‌چنین
کاربرد تجربی بسیار مهمی از زیست‌شناسی سنتزی که راه را برای نسل کاملی از
فن‌آوری‌های جدید تشخیص عفونت باز می‌کند».
راز
دست‌یابی به این فن‌آوری در توانایی چاپ توالی‌های دی.ان.ای روی کاغذ نهفته
است که پس از انجماد خشک روی قرص‌های کاغذی، در دمای اتاق ذخیره می‌شوند.
با اضافه کردن آب، دی.ان.ای دوباره فعال می‌شود و اگر هدف انتخاب‌شده‌ای
همانند یک قطعه از آر.ان.ای ویروس ابولا در آب وجود داشته باشد، رنگ کاغذ
تغییر می‌کند.
آزمایش رنگین‌کمان
بخش
هدف با چسبیدن به ژنی خاص در این دی.ان.ای، فرآیند تولید ماده‌ای رنگی را
آغاز می‌کند؛ شبیه به پروتئینی که عامل اصلی تابش سبز عروس‌های دریایی زیر
نور فرابنفش است. رنگ جدید کاغذ نشان می‌دهد که کدام پاتوژن‌های هدف
شناسایی شده‌اند.
کالینز می‌گوید: «ما داریم
مفهوم کاغذ لیتموس (کاغذ تورنسل، نوعی آشکارساز شیمیایی که با تغییر رنگ در
تماس با محلول، میزان اسیدیته را مشخص می‌کند) را به واکنش‌های شیمیایی
تعمیم می‌دهیم و قدرت زیست مولکولی را روی کاغذ می‌آوریم. در عمل کار بسیار
ساده‌ای است».
یکی از همکاران کالینز به نام کیث
پاردی، عملکرد آزمایش را با قرار دادن کلیدهای ژنی مخصوص بهبود بخشید. این
کلیدهای ژنی مخصوص باعث می‌شوند تغییر رنگ فقط وقتی اتفاق بیفتد که یک
مولکول خاص در نمونه وجود داشته باشد.. این کلیدهای سنتزی که گیره انگشتی
نامیده می‌شوند، به کاغذ امکان می‌دهند که همزمان 24 ناحیه متفاوت آر.ان.ای
ویروس را آزمایش کنند (خیلی بیشتر از چیزی است که در صورت استفاده از
توالی طبیعی دی.ان.ای امکان‌پذیر است). با این دستاورد، پژوهشگران توانستند
ابزاری برای تشخیص تفاوت بین یک گونه ترکیبی از ویروس ابولای سویه زئیر
(که عمده مبتلایان همه‌گیری اخیر ابولا در غرب افریقا به آن مبتلا شده‌اند)
و سویه سودان ویروس ابولا فراهم کنند.
این
آزمایش، ویروس را در عرض 30 دقیقه شناسایی کرد که با شیوه‌های گران‌قیمت‌تر
و پیچیده‌تر مبتنی بر استفاده از پادتن‌ها قابل‌رقابت است. طبق برآورد
کالینز، هزینه تولید این کاغذ لیتموس زیستی تنها 21 دلار است که آن هم
هزینه خرید توالی ژنی دی.ان.ای شده که آر.ان.ای ویروسی را تشخیص می‌دهد. کل
فرایند تولید این کاغذ تنها 12 ساعت به طول انجامید.
چاپ مولکول‌ها
با
داخلی‌سازی مدارهای دی.ان.ای، هزینه ساخت هر کاغذ به تنها 2 تا 4 سنت
(تقریباً بین 50 تا 100 تومان) کاهش می‌یابد. کالینز می‌گوید: «این قانون
پول است. مزایای شیوه ما شامل هزینه پایین، عدم نیاز به دستگاه‌های
خنک‌کننده و خروجی سریع است».
البته هنوز کارهای
زیادی لازم است تا آزمایش را به‌گونه‌ای بهبود بخشید که هم توان تشخیص
مقادیر بسیار کمتر مولکول هدف را داشته باشد و هم درصد نتایج اشتباه مثبت و
منفی با استانداردهای الزامی برای شیوه‌های تشخیص بیماری، سازگار باشند.
پل
فریمونت از ایمپریال کالج لندن می‌گوید: «زیبایی این کار این است که
نسخه‌ای زیستی از کاغذ لیتموس تولید کرده است». او سرپرست گروهی است که در
شیوه‌ای مشابه، زیست‌حسگری برای تشخیص پزودوموونال آروگینوسا (باکتری
خطرناکی که معمولاً منجر به عفونت در بیماران مبتلا به فیبروز کبدی می‌شود)
تولید می‌کند. او می‌گوید: «کار روی ابولا خیلی جالب است و راه را برای
توسعه این زیست‌حسگرها باز می‌کند».
روث مک‌نرنی
از دانشگاه درمان‌های استوایی و بهداشتی لندن می‌گوید: «این روش ازنظر
قابلیت‌ها بسیار جالب‌توجه است، ولی تفاوت زیادی است بین کاری که در
آزمایشگاه انجام می‌دهید و این‌که بتوانید آن را در مقیاس صنعتی و مطابق با
استانداردهای لازم برای درست کار کردن در شرایط واقعی تولید کنید». او
اشاره می‌کند که آزمایش باید درصد بسیار پایینی از پاسخ‌های اشتباه مثبت و
منفی داشته باشد تا از قرار دادن افراد سالم در خطر گرفتن بیماری از
مبتلایان خودداری شود.
کالینز و همکارانش علاوه
بر تشخیص گونه‌های ابولا، آزمایش‌های دیگری هم برای تشخیص ژن‌های
باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک ساخته‌اند؛ و ازآن‌جا‌که مدار مولکولی را
می‌توان روی بافت فیبری هم چاپ کرد، این امکان وجود دارد که این آزمایش‌ها
را به باندها و لباس‌هایی که خدمه بهداشتی می‌پوشند، اضافه کرد تا در صورت
تماس با باکتری‌های خطرناک، تغییر رنگ دهند.
