مرکز نوآوری فناوری اطلاعات و ارتباطات
تیم میکروآرایه

در دو دهه گذشته دنیای پزشکی و زیست شناسی شاهد تحولات عظیم در شناسایی، کنترل و تعامل با موجودات زنده در سطح مولکولی بوده است.  شاید به جرات بتوان شناسایی ژنوم و ژن‌های موجود در ژنوم تعدادی از موجودات زنده (از جمله انسان، میمون، موش و …)‌ و همچنین فناوری‌های مدرنی که داده های زیستی را با حجم و دقت بالا در اختیار پژوهشگران قرار می‌دهند را دو عامل اصلی این تحولات نام برد. یکی از فناوری‌هایی که این پدیده را میسر نموده است، فناوری میکروآرایه DNA است. به طور ساده، میکروآرایه DNA یک آرایه از نشانگرهایی است که بر روی یک صفحه شیشه‌ای قرار گرفته و می‌تواند اطلاعات ذیقیمتی را در مورد ساختار ژنتیک موجود زنده آشکار نماید. به عنوان مثالی برای بیان قابلیت یک میکروآرایه، به سرطان سینه، که در کشورمان بطور ناگواری شیوع دارد، می پردازیم. در حال حاضر تعداد زیادی از ژن‌ها و عوامل کنترلی آنها که در این سرطان درگیر هستند را می شناسیم. با توجه به اینکه برای تشخیص دقیق این بیماری و تشخیص مرحله پیشرفت آن نیاز به تشخیص دقیق میزان همه این ژن‌هاست، روش‌های موجود در مراکز آزمایشگاهی، که عموما مبتنی بر شناسایی یک یا تعداد محدودی ژن هستند، دقت کمتری در مقایسه با روش‌هایی دارند که می‌توانند کلیه ژن‌های درگیر در بیماری را بطور همزمان شناسایی و اندازه‌گیری نمایند. شناخت این ژن‌ها به ما کمک می‌کند که نشانگرهایی را که با این سرطان ارتباط مستقیم دارند طراحی نموده و بر روی میکروآرایه قرار دهیم.

با ساخت میکروآرایه می‌توان فعالیت‌های اساسی، نظیر موارد زیر را انجام داد:

  • تشخیص بیماری اشخاص بیمار قبل از رسیدن به مرحله حاد، و کمک به علاج و یا کنترل بیماری.
  • دسته‌بندی مبتلایان به این سرطان و کمک به تعیین داروها و درمان‌های مناسب آنها (بطور مثال دارویی ممکن است برای سرطان نوع A مناسب باشد، ولی برای سرطان نوع B مناسب نباشد).
  • بکارگیری در طراحی داروها و روش‌های درمانی نوین و انطباق آن با شرایط ژنتیکی کشور.

پس از گذشت بیش از یک دهه از حضور این فناوری در دنیای پزشکی دنیا، که هم اکنون به صورت بسیار کارا در مراکز پزشکی برای مقاصد تشخیص، درمان و تحقیقات مورد استفاده قرار می گیرد، زمان تولید و بهره‌گیری از آن در کشور ما نبز فرا رسیده است. راهکار پیشنهادی برای بومی‌سازی و استفاده از این فناوری به شرح زیر است:

  • طراحی و ساخت میکروآرایه DNA. توانایی‌های موجود در کشور به ما اجازه می‌دهند که این چیپ‌ها را در ابعاد میکرو طراحی و پیاده‌سازی نماییم.
  • طراحی و ساخت دستگاه خواننده. خواندن اطلاعات روی میکروآرایه DNA به صورت نوری انجام می‌شود، که این امر با وجود متخصصان خبره قابل اجراست.
  • آنالیز داده‌ها. داده‌های خام نیازمند پردازش بوده و این امر توسط گروه‌های متخصص قابل اجراست.
  • طراحی کیت‌های مربوط به بیماری‌ها. ‌با وجود زیست‌شناسان و پزشکان مجرب و با توجه به داده‌های موجود می‌توان چنین کیت‌هایی را در کشور طراحی نمود.

ما می‌خواهیم با بومی‌سازی این فناوری استراتژیک در کشورمان بتوانیم در راه ارتقای کیفیت بهداشت و سلامت گام موثری برداریم. لازم به ذکر است که میان‌رشته‌ای بودن این فناوری و نیاز آن به همکاری‌های وسیع بین متخصصان ماهر در زمینه‌های مختلف، نشانگر بالا بودن ارزش بومی‌سازی این فناوری است.

طراحی و ساخت میکروآرایه DNA با ایجاد سامانه‌های زیر محقق می‌گردد، که به عنوان خروجی‌های این پروژه در نظر گرفته شده‌اند:

  • آزمایشگاه بیوشیمی و سطح
  • سامانه اپتیکی و اسکنر
  • سامانه روباتیک نشاندن پرب‌ها
  • سامانه نرم‌افزاری تحلیل و مدیریت داده ها (بیوانفورماتیک)
© مرکز نوآوری فناوری اطلاعات و ارتباطات پژوهشکده AICT دانشگاه صنعتی شریف - ۱۳۹۳