مطالعه بيان ژن MDR1در سرطان كلوركتال با استفاده از روش نانو حس‌گر زيستي

Study of MDR1 Gene Expression in Colorectal Cancer Using Nanobiosensor

زمينه و هدف: امروزه مقاومت­ هاي دارويي از عوامل اصلي در عدم پاسخ بيماران سرطاني به دارو مي­باشد. شناسايي مكانيسم ­هاي مولكولي و عوامل ايجاد كننده مقاومت دارويي مي­تواند نقش حائز اهميتي در تعيين روش درمان در مراحل مختلف بيماري داشته باشد. در اين مطالعه، بيان ژن MDR1 كه از ژن­ هاي مهم در مقاومت دارويي بيماران سرطان كلوركتال است، براي اولين بار با استفاده از روش نانوحس­گرزيستي بر پايه نانولوله هاي كربني در نمونه بافت سرطان كلوركتال مورد بررسي قرار گرفت. مواد و روش­ ها: ابتدا يك نانوحس­گرزيستي بر پايه نانولوله­ كربني طراحي گرديد. بعد از بهينه سازي شرايط نانوحس­گر در شناسايي توالي DNA هدف، نمونه cDNA مربوط به بيماران سرطان كلوركتال مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته­ ها: نتايج مربوط به بهينه سازي طراحي نانوحس­گر نشان داد كه تثبيت كاوش­ گر ژن MDR1 در سطح نانولوله­ هاي كربني باعث خاموشي نشر فلورسانس نوري مي­ شود، ولي با اضافه كردن توالي ممكل دوباره نشر فلورسانس ظاهر گرديد. در واكنش هيبريداسيون نانوحس گر با cDNA مربوط به نمونه­ هاي بافت توموري و سالم كلوركتال، نشر فلورسانس در نمونه­ هاي توموري به طور معني­ دار بيشتر بود كه نشان دهنده سطح بيان بالاي اين ژن در بافت توموري مي­باشد نتيجه ­گيري: در نهايت، نتايج بررسي بيان ژن MDR1 با استفاده از روش حس­گر­زيستي نشان داد كه بيان اين ژن در نمونه بافت توموري سرطان كلوركتال نسبت به نمونه سالم افزايش مي­يابد. علاوه بر اين، نتايج اين تحقيق نشان داد كه نانو حس­گرهاي زيستي بر پايه نانولوله­ هاي كربني مي­تواند به عنوان ابزار قدرت­ مندي در كنار روش ­هاي PCR براي مطالعات بيان ژن در سطح mRNA در سرطان­ هاي انساني مورد استفاده قرار گيرد.

Background: Nowadays, drug resistances are the main problems in no response of cancer patients to drug. Identification of molecular mechanisms and causative agents of drug resistance can be important to determine the treatment method in different stages of disease. In this study, for the first time, expression of multidrug resistance (MDR1) gene was studied in colorectal cancer by Carbon Nanotubes (CNTs)-based nanobiosensor method. Materials and Methods: At first, a nanobiosensor was designed based on carbon nanotubes (CNTs). After optimizing reaction condition to identify target DNA sequence, colorectal cancer patient’s cDNA samples were evaluated by nanbiosensor. Results: After immobilizing the probe on CNTs, Fluorescence immersion was quenched but by adding complementary DNA, fluorescence again was observed. In hybridization reaction of cDNA with nanobiosensor high significant levels of fluorescence emission was observed in colorectal cancer tumor samples compared normal tissue indicating high level expression of MDR1gene in tumor tissue. Conclusion: Finally, the evaluation of the expression of MDR1 gene by nanobiosensor indicated that in colorectal cancer tissue MDR1, mRNA level was higher than normal tissue. In addition, the results of this study indicated that carbon nanotubes-based nanobiosensor beside PCR-based method can be used as a very powerful tool for expression studies in human cancers at mRNA levels.