نظارت بر سلول‌های قلب با روشی جدید

به نقل از یو سی اس دی، محققان آمریکایی با کمک محققان ایرانی همچون روح الله نصیری، صمد احدیان و علی خادم حسینی موفق به انجام این کار شده‌اند. این دستگاه مستقیما حرکت و سرعت سیگنال‌های الکتریکی چندین سلول قلب را اندازه‌گیری می‌کند. همچنین این دستگاه اولین دستگاهی است که این سیگنال‌ها را در داخل سلول‌های بافت‌های سه بعدی اندازه گیری می‌کند.

این دستگاه دانشمندان را قادر می‌کند تا بینش دقیق‌تری در مورد اختلالات و بیماری‌های قلبی مانند آریتمی (ریتم غیر طبیعی قلب)، حمله قلبی و فیبروز قلبی (سفتی یا ضخیم شدن بافت قلب) به دست آورند.

"یی گو" (Yue Gu)، نویسنده ارشد این مطالعه گفت: مطالعه چگونگی انتشار سیگنال الکتریکی بین سلول‌های مختلف برای درک مکانیسم عملکرد سلول و بیماری مهم است. به عنوان مثال، بی‌نظمی در این سیگنال می‌تواند نشانه‌ای از آریتمی باشد. اگر سیگنال نتواند به درستی از یک قسمت قلب به قسمت دیگر منتشر شود، بخشی از قلب نمی‌تواند سیگنال را دریافت کند و بنابراین نمی‌تواند منقبض شود.

"شنگ ژو" (Sheng Xu)، دیگر نویسنده ارشد این مطالعه افزود: با این دستگاه، می‌توانیم تا سطح سلولی زوم کنیم و تصویری با وضوح بسیار بالا از آنچه در قلب می‌گذرد، دریافت کنیم. ما می‌توانیم ببینیم کدام سلول‌ها عملکرد نادرست دارند، کدام قسمت‌ها با بقیه هماهنگ نیستند و مشخص کنیم که سیگنال در کجا ضعیف است. این اطلاعات می‌تواند برای کمک به اطلاع پزشکان و قادر کردن آن‌ها به تشخیص بهتر مورد استفاده قرار گیرد.

این دستگاه از یک آرایه سه بعدی با ترانزیستور‌های اثر میدانی یا FET تشکیل شده است که به شکل مواد نوک تیز هستند. این ترانزیستور‌های اثر میدانی کوچک بدون آسیب رساندن به غشای سلولی به آن‌ها نفوذ می‌کنند و به اندازه کافی حساس هستند تا سیگنال‌های الکتریکی (حتی سیگنال‌های بسیار ضعیف) را مستقیما در داخل سلول‌ها تشخیص دهند. برای جلوگیری از دیده شدن به عنوان یک ماده خارجی و ماندن در داخل سلول‌ها برای مدت طولانی، این ترانزیستور‌های اثر میدانی در دولایه فسفولیپیدی پوشانده می‌شوند. این ترانزیستور‌های اثر میدانی می‌توانند بر سیگنال‌های چندین سلول به طور همزمان نظارت کنند. آن‌ها حتی می‌توانند سیگنال‌ها را در دو مکان مختلف در داخل یک سلول نظارت کنند.

محققان این مطالعه این دستگاه را بر روی سلول عضله قلب و بافت‌های قلبی که در آزمایشگاه مهندسی شده بودند، آزمایش کردند. زیست شناسان همچنین می‌توانند از این دستگاه برای مطالعه انتقال سیگنال بین اندامک‌های مختلف در یک سلول استفاده کنند. از دستگاهی مانند این می‌توان برای آزمایش دارو‌های جدید و مشاهده تأثیر آن‌ها بر سلول‌ها و بافت‌های قلب استفاده کرد. این دستگاه همچنین برای مطالعه فعالیت الکتریکی درون نورون‌ها مفید خواهد بود.

منبع: ایسنا