مقدمه تکنیک فلوسایتومتری
تکنیک فلوسایتومتری از دیرباز تاکنون فعالیت های خود را در زمینه های مختلف تحقیقاتی و بالینی و در حوزه های مختلف اعم از بیولوژی مولکولی، علوم اعصاب، بیولوژی گیاهان و جانوران دریایی آغاز نموده است. اخیرأ تکنیک فلوسایتومتری در حوزه تشخیص و درمان سرطان، پیشرفت های چشمگیری را نشان داده است. چنین پیشرفت قابل ملاحظه ای ناشی از نقش فلوسایتومتری و توانایی آن در شناسایی نوع پاسخ سیستم ایمنی به سرطان و همچنین پاسخ آن به ایمونوتراپی سرطان می باشد. همگام با گذشت زمان قابلیت ها و دقت سیستم عامل های تحلیلی در حال پیشرفت می باشند و این پیشرفت بر عملکرد جوامع تحقیقاتی تشخیص سرطان سیستم ایمنی مرتبط با آن نیز تأثیرگذار می باشد، با این وجود در چند دهه گذشته اینگونه به نظر می رسید که تکنیک تحلیلی موفق و مناسبی به بازار نیامده است.ایجاد یک تکنولوژی جدید با استفاده از کارگروهی
پیشرفت های حوزه فلوسایتومتری اغلب بر پایه کار گروهی میان دانشمندان، مراکز تحقیقاتی و کمپانی ها می باشد. در سال 1953، مهندس الکترونیک آمریکایی والاس کولتر یک حق ثبت اختراع برای تکنیکی جهت آنالیز ذرات در مایعات دریافت نمود. در سال 1970، نتیجه یک کار مشترک بین یک ایمونولوژیست به نام استنفورد، لن هرزنبرگ ، بکتون ، دیکینسون و کمپانی (BD) قرارگرفتن فلوسایتومتری در حوزه تجاری علاوه بر حوزه تحقیقاتی بود. در اواخر سال 1970، محققان آزمایشگاه های ملی Los Almos قابلیت های چند پارامتری را به فلوسایتومتری اضافه نمودند. ترکیب این تکنولوژی با توانایی تولید آنتی بادی های مونوکلونال نشان دار شده با فلوئورسنت منجر به پیشرفت صنعتی شد که رابرت بالدراس ، معاون رئیس علوم زیستی در BD Bioscience درباره آن می گوید:” این نوع از همکاری یکی از شگفت انگیزترین مثال های همکاری بین مراکز می باشد.” استفاده از این آنتی بادی ها جهت ردیابی سلول های سرطانی، دانشمندان را قادر به تشخیص سرطان و درمان آن با به کارگیری پلت فرمی متشکل از یک لیزر و ردیابی دو رنگ نمود.
در اردامه با پیشرفت تکنولوژی و گسترش این صنعت بالدراس می گوید: “اکنون، ما ابزارهای 10 لیزری ایجاد می کنیم و 30 رنگ را در سیستم عامل های تحقیقاتی مانند BD FACSymphony با دسترسی بی سابقه به 50 پارامتر مختلف روی یک سلول واحد را دنبال می کنیم.”استفاده از این تکنولوژی جهت مبارزه با سرطان
با پیچیده تر شدن و پیشرفت تکنیک فلوسایتومتری و درک بهتر بیولوژیست ها از مارکرهای سرطانی، سلول ها می توانند در طبقه بندی دقیق تر و بهتری قرار گیرند و بدین ترتیب ردیابی آن ها نیازمند پارامترهای انحصاری بیشتری می باشد. در این زمینه بالدراس می گوید: “توانایی رمزگشایی پیچیدگی سلول های سرطانی، سلول های آسترومایی و لنفوسیت های وارد شده به بافت سرطانی امکان دستیابی به اطلاعات بهتری در رابطه با سرطان های جامد را امکان پذیر می نماید. این کار از 25 تا 30 سال قبل توسط انکولوژیست ها و پلت فرم فلوسایتومتری انجام می گرفت اما امروزه با پیشرفت های فراوان در این زمینه ما قادر به بررسی Minimal Residual Disease می باشیم و می توانیم سلول هایی با تعداد اندک را ردیابی کنیم.” در سال 2006، بنیاد علمی اروپا برای آزمایشگاه های هماتوانکولوژی کنسرسیوم EuroFlow را راه اندازی نمود. بالدراس در رابطه با این کنسرسیوم می گوید: ” راه اندازی این کنسرسیون نیازمند یک موافقت کلی از طرف اکثر مراکز مرتبط می باشد و از این رو راه اندازی و به کارگیری آن نیازمند زمان می باشد. همچنین تمامی مارکرهای فنوتیپی بایستی برای تمامی سرطان های مشتق از خون بررسی گردند. بدین ترتیب تمرکز متخصصان EuroFlow بر گسترش روش هایی سریع، صحیح با حساسیت بالا جهت بررسی نمونه ها با تکنیک فلوسایتومتری می باشد. در دانشکده پزشکی دانشگاه پرلمن پنسیلوانیا، یک ایمونولوژیست به نام اریک کارپنتر و همکارانش با استفاده از تکنیک فلوسایتومتری به بررسی سلول های سرطانی موجود در گردش خون پرداختند. این سلول ها از بافت اصلی تومور جدا شده و وارد جریان خون می گردند اما تعداد کمی از آن ها در جریان خون باقی مانده و بدین ترتیب ردیابی آن ها بسیار مشکل می گردد. با این وجود ردیابی این سلول ها جهت بررسی سرطان در سطوح اولیه مناسب بوده و منجر به درمان سریع سرطان پس از عود مجدد می گردد. در ابتدا تیم کارپنتر با استفاده از فلوسایتومتری سلول های تومورال موجود در گردش خون را جدا نموده و سپس رونوشت های محتوای RNA سلولی را بررسی نمودند. بدین ترتیب متخصصان قادر به ردیابی یک سلول از میان میلیون ها گلبول سفید بودند. بدین ترتیب سلول ها بر اساس بیان ژنوم قابل دسته بندی می باشند. کارپنتر و همکارانش نتیجه گرفتند که این رویکرد مشابه CAR-T cell درمانی در درمان های ایمونولوژیک کاربرد دارد. سلول های تومورال موجود در گردش خون را می توان از یک بیمار جدا نمود و به عنوان هدف در درمان سرطان فرد موردنظر استفاده نمود. پیشرفت های صنعت فلوسایتومتری نظیر راه اندازی کنسرسیوم EuroFlow و نتایج مطالعات کارپنتر و همکارانش علاوه بر مشخص کردن جزئیات مولکولی بیماری ها، منجر به دستیابی به راه های درمانی آن نیز می گردد. Reference(Bhagwat, N. et al. Sci. Rep. 8, 5035 (2018