(94/6/17)

محققان با استفاده از نانوذرات، ساختارهایی تولید کرده‌اند که با همکاری مولکول‌های زیستی، قادر به اجرای محاسبات منطقی در داخل و خارج سلول و یا اتصال به یک سلول هدف هستند.

محققان مؤسسه فیزیک عمومی و مؤسسه زیست‌شیمی آلی از دانشگاه علوم روسیه (Russian Academy of Sciences) و مؤسسه اِمآیپیتی (MIPT)، گام مهمی در راه ساخت نانورباتهای پزشکی برداشته‌اند. آن‌ها راهی کشف کرده‌اند که نانوذرات و میکروذرات را قادر می‌سازد با استفاده از انواع واکنش‌های زیستشیمیایی، محاسبات منطقی انجام دهند.
جزئیات این تحقیقات در مجله Nature Nanotechnology منتشر شدهاست.
ایده این مقاله، محاسبه با استفاده از مولکول‌های زیستی است. به‌عنوان‌مثال، روش‌های نوین مهندسی زیستی، ساخت سلول‌های تابنده با رنگ‌های مختلف و یا حتی برنامه‌نویسی سلول‌ها برای نابودی خود را امکان‌پذیر می‌کنند.
بسیاری از دانشمندان معتقدند، عملیات منطقی در داخل سلول‌ها یا در سیستم‌های مولکولی مصنوعی، راهی برای کنترل فرایندهای زیستی و ساخت میکروربات‌ها و نانوربات‌هایی است که می‌توانند، برای مثال، دارو را طبق برنامه به بافت‌های موردنیاز انتقال دهند.
ماکسیم نیکیتین ، نویسنده ارشد مقاله و فارغ‌التحصیل دانشکده فیزیک زیستی و پزشکی اِمآیپیتی می‌گوید: «محاسبات با استفاده از مولکول‌های زیستی در داخل سلول، یک شاخه علمی بسیار امیدوارکننده و درحال‌توسعه است که از فرایندهای سلولی طبیعی استفاده می‌کند. این مطالعه جدید، به‌طور خاص روی انجام محاسبات با استفاده از مولکول‌های زیستی خارج سلول‌ها، متمرکز است که چون هیچ ساختار طبیعی برای انجام محاسبات وجود ندارد، به‌مراتب سخت‌تر است.»
این مطالعه راه را برای بسیاری از فناوری‌های پزشکی هموار کرده و به‌طور قابل‌توجهی، از تحقیقات قبلی در زمینه محاسبات به کمک مولکول‌های زیستی داخل و خارج سلول، متمایز است.
دانشمندان سراسر جهان، برای بیش از یک دهه، راجع به عملیات باینری در DNA، RNA و پروتئین‌ها، تحقیق کرده‌اند؛ اما نیکیتین و گروهش برای اولین بار روشی ارائه کردند که تقریباً هر نوع نانوذره یا میکروذره را تبدیل به ساختارهای محاسبه با استفاده از مولکول‌های زیستی می‌کند. این ساختارها قادر به اجرای مجموعه کاملی از عملگرهای منطقی بولی (YES، NOT، AND و OR) و اتصال به یک هدف (مانند یک سلول) هستند. اتصال انتخابی به سلول‌های هدف و همچنین فراهم‌آوری پلتفرم جدیدی برای آزمایش خون و سایر مواد زیستی، از مزایای این فناوری هستند.
نانوذرات با یک لایه خاص پوشش داده‌شده‌اند که وقتی در معرض ترکیب‌های مختلفی از سیگنال‌ها قرار گیرند، به شیوه‌های متفاوتی تجزیه می‌شود. در اینجا، سیگنال، تعامل نانوذرات با یک ماده خاص است.
دانشمندان پس از حصول اطمینان از توانایی اجرای انواع عملیات منطقی، توسط ترکیبی از انواع مختلف نانوذرات و پادتن‌ها، نشان دادند که سلول‌های سرطانی را هم می‌توان به این شیوه هدف قرار داد.
نانوذراتی که این گروه تولید کرده‌اند، می‌توانند به انواع خاصی از سلول‌ها متصل شوند و همچنین سلول‌های سرطانی را هدف قرار دهند. این فناوری موجب نابودی دقیق‌تر سلول‌های سرطانی، با حداقل تأثیر بر بافت‌ها و اندام‌های سالم می‌شود.

منبع : http://www.redorbit.com/news/health/1113218158/important-step-made-towards-creating-medical-nanorobots-082214