فناوریای که توسط محققان کالج امپریال لندن و دانشگاه هنگ کنگ توسعه یافته، میتواند هورمونهایی که بر باروری و تولیدمثل، رشد جنسی و قاعدگی تأثیر میگذارند را سریعتر و ارزانتر از روشهای موجود اندازهگیری کند.
چالشهای تشخیص مشکلات تولیدمثل
این تحقیق که در مجله Nature Communications منتشر شده است، در دپارتمان شیمی کالج امپریال لندن و مدرسه علوم زیستی دانشگاه هنگ کنگ انجام شد. آزمایشات آن در بیماران بیمارستان همرسمیت، بخشی از خدمات بهداشتی NHS کالج امپریال انجام شد.
یک سوم زنان در انگلستان از مشکلات جدی بهداشت تولیدمثل مانند ناباروری و یائسگی زودرس رنج میبرند. پزشکان معمولاً این شرایط را با انجام آزمایش خون برای اندازهگیری میزان هورمون لوتئینی (LH) در نمونه خون تشخیص میدهند. آزمایشهای خون کنونی قادر به اندازهگیری راحت تغییرات سطح LH که برای باروری طبیعی ضروری است، نمیباشند – الگوهای ضربهای LH که به اختلالات تولیدمثل مربوط میشوند. در حال حاضر امکان اندازهگیری الگوهای ضربهای LH در محیط بالینی وجود ندارد، زیرا پزشکان باید هر ده دقیقه یکبار از بیماران نمونه خون بگیرند و این کار باید به مدت حداقل هشت ساعت ادامه یابد. علاوه بر این، تحلیل این نمونهها وقتگیر است زیرا خون باید به آزمایشگاه ارسال شود و آزمایش آن هزینهبر است.
معرفی فناوری RAPTER
محققان پشت این آزمایش از یک حسگر زیستی نوآورانه که به یک سیستم روباتیک متصل است استفاده کردهاند، که آن را خوانشگر الکتروشیمیایی با اپتامر روباتیک (RAPTER) مینامند. این فناوری پتانسیل تغییر نحوه مراقبت بالینی از بیماران مبتلا به اختلالات تولیدمثل را دارد و میتواند الگوهای هورمونی بیماران را در زمان واقعی پایش کند. در این مطالعه، دستگاه آزمایشی RAPTER برای اندازهگیری LH در خون بیماران که هر ده دقیقه یکبار نمونهبرداری میشد، استفاده شد تا نتیجه فوری به دست آید.
تیم تحقیقاتی معتقد است که این فناوری میتواند راه را برای پزشکی شخصیسازیشده هموار کند. آنها امیدوارند که این فناوری توسعه یابد تا تصویری واضحتر از ضربان LH و درمانهای مؤثرتر بر اساس نیازهای فردی به پزشکان ارائه دهد.
دیدگاه محققان
پروفسور والجیت دیلو، یکی از نویسندگان اصلی و استاد تحقیقاتی در اندوکرینولوژی و متابولیسم در کالج امپریال لندن، گفت:
مشکلات بهداشت تولیدمثل در بین زنان در بریتانیا و سراسر جهان شایع است. تشخیص برخی از این شرایط میتواند طولانی باشد که باعث تأخیر در درمان میشود. مشکلات بهداشت تولیدمثل همچنین میتواند بر سلامت روانی و جسمانی زنان تأثیر بگذارد. نیاز واضحی به روشهای جدید و بهتر برای تشخیص سریعتر این شرایط وجود دارد. فناوری ما قادر خواهد بود تشخیص سریعتر و دقیقتری از ضربان هورمونی که بر بهداشت تولیدمثل تأثیر میگذارد، به پزشکان ارائه دهد، که میتواند به درمانهای بهتر و هدفمندتری برای زنان منجر شود.
ست RAPTER در مطالعات بالینی
در این مطالعه که بین سالهای ۲۰۱۵ و ۲۰۱۹ انجام شد، محققان از RAPTER برای اندازهگیری الگوهای ضربهای LH از ۴۴۱ نمونه خون زنان که یا عملکرد تولیدمثل طبیعی داشتند، یائسه بودند، یا از آمنوره هیپوتالامیک رنج میبردند (که در آن قاعدگی متوقف میشود)، استفاده کردند. دستگاه بزرگمقیاس سپس قرائت فوری را ارائه داد.
همکاری با محققان از دانشگاههای بریستول و اکستر، تیم سپس از یک روش ریاضی به نام تحلیل طیفی بیزی (BSA) برای ارائه نمره کلی از سطوح ضربان LH استفاده کرد. نتایج با آزمایشهای کنونی برای اندازهگیری سطوح LH مقایسه شد.
پلتفرم RAPTER توانست تغییرات در الگوهای ضربهای LH در بیماران مبتلا به اختلالات تولیدمثل را شناسایی کند. همچنین قادر بود برای اولین بار بین گروههای مختلف بیماران تفاوت قائل شود. به عنوان مثال، زنان یائسه سطح LH بالاتری نسبت به زنان سالم بارور با LH طبیعی دارند، یا زنان مبتلا به آمنوره هیپوتالامیک که سطح LH پایینی دارند. برخلاف روشهای کنونی، این آزمایش کمهزینه است و میتواند نتایج را بهصورت فوری ارائه دهد.
آینده فناوری RAPTER
تیم تحقیقاتی اکنون بر روی بهبود فناوری کار میکند تا حسگر کوچکتری مشابه دستگاههای پایش گلوکز ایجاد کنند که میتواند تغییرات سطح LH بیماران را در کلینیک یا بهصورت از راه دور بهطور مداوم پیگیری کند و ممکن است در سه تا پنج سال آینده در دسترس باشد.
پروفسور تونی کاس، نویسنده ارشد این مطالعه از دپارتمان شیمی کالج امپریال لندن، گفت:
ما فناوریای توسعه دادهایم که قادر است ضربان LH در بیماران را سریعتر و ارزانتر از روشهای کنونی اندازهگیری کند. اکنون ما به دنبال این هستیم که این فناوری را برای کلینیکها در دسترستر کنیم و اندازه دستگاه را کوچکتر کنیم که میتواند مراقبت بالینی بیماران مبتلا به اختلالات تولیدمثل یا سایر اختلالات را متحول کند.
پتانسیل توسعه برای سایر هورمونها
دکتر جولیان تانر، نویسنده ارشد این مطالعه از دانشکده پزشکی دانشگاه هنگ کنگ، افزود که این فناوری میتواند برای پایش سایر هورمونها مانند کورتیزول نیز توسعه یابد. او افزود: متدولوژی شناسایی که برای حسگر LH توسعه دادهایم، برای پایش در زمان واقعی انواع مولکولهای بیولوژیکی که به سلامتی و رفاه مرتبط هستند، به طور گستردهای قابل استفاده است. با تحقیقات بیشتر، این فناوری میتواند برای حسگرهای کاشتنی تطبیق داده شود که میتواند نظارت بر سلامتی را در تمام زمینهها متحول کند.
:References
Shaolin Liang, Andrew B. Kinghorn, Margaritis Voliotis, Julia K. Prague, Johannes D. Veldhuis, Krasimira Tsaneva-Atanasova, Craig A. McArdle, Raymond H. W. Li, Anthony E. G. Cass, Waljit S. Dhillo, Julian A. Tanner. Measuring luteinising hormone pulsatility with a robotic aptamer-enabled electrochemical reader. Nature Communications, ۲۰۱۹; ۱۰ (۱) DOI: ۱۰.۱۰۳۸/s41467-019-08799-6