به گزارش خبرنگار ایمنا، نانو بیوتکنولوژی بستری حاصل خیز برای پیوند زدن علوم شیمی، فیزیک و زیست‌شناسی محسوب می‌شود و اهمیت آن تا جایی است که علوم پزشکی، داروسازی و صنایع غذایی بدون حضور این علم در آینده مختل می‌شود. همانطور که نفت قبل از چراغ به بهره برداری رسید، برای روشنایی آینده نیز باید کاربردهای این علم را از قبل استخراج کنیم. در مورد علم نانو بیوتکنولوژی، کاربرد و فعالیت‌های پژوهشگاه رویان در زمینه این علم با زهره میراحمدی زارع دکترای نانوشیمی و عضو هیأت علمی پژوهشکده زیست فناوری رویان گفت‌وگویی انجام داده‌ایم که شرح آن را در ادامه می‌خوانید:
کاربرد علم نانو بیوتکنولوژی در زندگی انسان چیست؟
کاربرد این علم را می‌توان زمانی دریافت که استفاده از یخچال‌های چند متری که هزینه نسبتاً بالایی برای سرد کردن محصولات کشاورزی دارند، جای خود را به لایه‌های نازک خوراکی روی این محصولات می‌دهد و یا بیوسنسورهایی که علاوه بر شناسایی بیماری سل در مراحل اولیه، امکان درمان آن را نیز فراهم می‌کند؛ بیو سنسورهایی که روی یک تراشه کوچک می‌تواند در زمان کوتاهی اطلاعات پزشکی مورد نیاز را با دقت بالایی در اختیار متخصصان قرار دهد.
همچنین داربست‌های پلیمری با پوشش دهی نانو برای شبیه‌ساز الکتریکی سلول‌های عصبی جهت تولید و ارسال سیگنال‌های عصبی از دیگر موارد کاربرد علم نانو بیوتکنولوژی است. سیستم‌هایی به منظور کنترل هوشمند ارسال و رهایش دارو در بافت سرطانی، در حالی که بافت‌های سالم مجاور آسیب نبیند نیز کارایی این علم را در زندگی انسان نشان می دهد.
آیا می‌توان از علم نانو بیوتکنولوژی برای تولید واکسن کووید ۱۹ و مقابله با شیوع کرونا کمک گرفت؟
با شیوع گسترده بیماری کووید ۱۹ در جهان دانشمندان عرصه نانو بیوتکنولوژی همپای دانشمندان علم ویروس شناسی در راستای انتقال امن و مؤثر واکسن این دارو در بستر نانو حامل‌های زیستی تلاش زیادی می‌کنند که نشان دهنده کارایی و توانمندی بالای این سامانه‌هاست.
ایران در حوزه علم نانو بیوتکنولوژی چه رتبه‌ای در جهان دارد؟
در کشورهایی مثل آمریکا سرمایه گذاران بزرگی از جمله بیل گیتس نزدیک به بیست سال است که از توسعه این علم حمایت می‌کنند؛ تا جایی که آمریکا را در کنار ژاپن و روسیه به یکی از اصلی‌ترین سکانداران این پژوهش‌ها تبدیل کرده است، ایران نیز با توجه به سرمایه گذاری‌های شده در این راستا در حال حاضر در میان ۱۰ کشور اول جهان در حوزه نانو بیوتکنولوژی قرار دارد و امید است بتواند در این زمینه با اتصال حلقه علم به تکنولوژی این حوزه را به زندگی روزمره مردم وارد کند تا افراد بتوانند از مزایای آن بهره گیرند.
پژوهشگاه رویان در زمینه توسعه کاربرد نانو بیوتکنولوژی چه فعالیت‌هایی کرده است؟
حدود ۱۰ سال پیش از لقاح علوم زیستی به مهندسی در پژوهشگاه رویان، نطفه شاخه‌ای بدیع از علم نانو تکنولوژی بسته شد. همراه با رشد این علم در جهان این گروه نوپا موفق به طراحی سیستم‌های نانو ذرات فلزی، پلیمری و پروتئینی برای کمک به تصویر برداری‌های MRI، خالص سازی پروتئین‌ها، رهایش کنترل شده و هوشمند دارو برای درمان هدفمند سلول‌های سرطانی شده‌اند.
کاربرد نانو کامپوزیت‌های سیلیکاتی در بازسازی بافت استخوانی تخریب شده چیست؟
از جمله زمینه‌های پژوهشی گروه مذکور تولید مواد پرکننده حفره های استخوانی و دندان است که بازسازی بافت آسیب دیده را تسریع می‌کند و در این روش از نانو کامپوزیت‌های سیلیکاتی متخلخل با عملگرهای چندگانه برای پر کردن حفره‌های استخوانی استفاده می‌شود و نانو ذره‌های سیلیکاتی در این طراحی علاوه بر قابلیت تنظیم اندازه ذرات، در محیط‌های شبیه سازی شده داخل بدن نیز نسبت به سایر مواد متخلخل زودتر تخریب می‌شود؛ بنابراین روند بازسازی بافت استخوانی تخریب شده را تسریع می‌کند.
به ویژه اینکه پیش ماده‌های فسفر و کلسیم موجود در این نانو کامپوزیت موجب استحکام و امتزاج نانو کامپوزیت با بافت استخوانی بدن می‌شود. حضور کاتیون‌های فلزی با خاصیت‌های ضدالتهابی و ضدباکتریایی با رهایش تدریجی در ماتریکس این نانو کامپوزیت، تضمین کننده سلامت بافت از هرگونه عفونت تا زمان بازسازی کامل آن است.
کاربرد علم نانو بیوتکنولوژی در درمان بیماری‌های خودایمنی چیست؟
از دیگر فعالیت‌های این گروه پژوهشی تمرکز بر درمان بیماری‌های خودایمنی است که موجب بروز التهاب مزمن در بدن انسان می‌شود. آرتریت روماتوئید یکی از بیماری‌های خود ایمنی است که در آن نفوذ یک عامل باکتریایی، ویروسی یا ناشناخته به مفاصل باعث تحریک سیستم ایمنی شده و در ادامه با هجوم سیستم ایمنی به بافت غضروفی و نرم پوشاننده استخوان در محل مفاصل، تخریب آغاز می‌شود که با تولید التهاب باعث فراخوان بیشتر سیستم ایمنی به موضع و تحریک مدام آن می‌شود.
این بیماری مزمن و درمان آن نیازمند مصرف مجموعه‌ایی از داروهای مسکن، کورتون و متوقف کننده روند بیماری است که عوارض جانبی آن‌ها مثل تضعیف سیستم ایمنی و پوکی استخوان بر کسی پوشیده نیست. در حالی که تولید نانو بسته‌های جامع دارویی برای تحویل چندین داروی متداول در طب سنتی به طور همزمان در محل مفصل آسیب دیده، کارایی داروها را افزایش، ترمیم بافت را تسریع و عوارض جانبی آن‌ها را کاهش داده است.
در پژوهشکده رویان برای توسعه درمان سرطان با کمک علم نانو بیوتکنولوژی چه اقداماتی می‌شود؟
با توجه به گستردگی شیوع و اهمیت درمان سرطان مطالعات متنوعی در زمینه ساخت نانو حامل‌های هدفمند در شناسایی و درمان سرطان در پژوهشکده رویان در حال انجام است. نانوذرات مغناطیسی بارگذاری شده با داروهای متداول شیمی درمانی قادر هستند با هدایت میدان مغناطیسی خارجی داروی خود را به محل تومور سرطانی برسانند و به این ترتیب از عوارض جانبی آن برای سایر ارگان‌ها تا حد چشمگیری بکاهند.
از سوی دیگر این نانو ذرات تحت میدان مغناطیسی نوسان کننده مشابه آنچه در MRI استفاده می‌شود، تولید گرما می‌کند. این گرما حدود ۴۲ تا ۴۶ درجه سانتی گراد است و ضمن از بین بردن حجم عمده‌ایی از توده سرطانی، بقایای سلولی در محل تومور را نیز که عموماً عامل متاستاز بعد از شیمی درمانی است با رهایش طولانی مدت داروهای شیمی درمانی در محل تومور از بین می‌برد.
نظر شما