به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های چشمگیری در حوزه تصویربرداری با وضوح بالا و تحلیل‌های فضایی سلولی صورت گرفته است. یکی از جدیدترین و برجسته‌ترین این فناوری‌ها، سیستم PhenoCycler است که امکان تصویربرداری چندگانه از مغز استخوان موش را فراهم می‌کند. این فناوری نوین، به پژوهشگران این امکان را می‌دهد تا ساختارهای پیچیده و تعاملات سلولی در بافت‌های مغز استخوان را با دقت بی‌سابقه‌ای مورد بررسی قرار دهند.

فناوری  PhenoCycler 2.0™ و مزایای آن

سیستم PhenoCycler 2.0™ با بهره‌گیری از تکنولوژی Co-Detection by Indexing (CODEX)، امکان تصویربرداری همزمان از بیش از 100 مارکر پروتئینی را در یک نمونه بافتی فراهم می‌کند. این قابلیت، به پژوهشگران اجازه می‌دهد تا ترکیب سلولی، توزیع فضایی و تعاملات بین سلول‌های مختلف را در بافت‌های مغز استخوان به‌صورت دقیق و جامع تحلیل کنند. برخلاف روش‌های سنتی مانند فلوسایتومتری که نیاز به تجزیه بافت دارند و اطلاعات فضایی را از بین می‌برند، PhenoCycler 2.0™  ساختار بافت را حفظ کرده و اطلاعات فضایی را نیز ارائه می‌دهد.

کاربردهای گسترده در تحقیقات هماتولوژی و سرطان‌شناسی

استفاده از PhenoCycler 2.0™ در مطالعات مختلف، نشان‌دهنده کاربردهای گسترده این فناوری در حوزه‌های مختلف زیست‌پزشکی است. در یکی از مطالعات، پژوهشگران با استفاده از این سیستم، موفق به تصویربرداری چندگانه از مغز استخوان موش شدند و توانستند ترکیب سلولی و تعاملات بین سلول‌های مختلف را با دقت بالا تحلیل کنند. این دستاورد، زمینه‌ساز درک بهتر از فرآیندهای هماتولوژیک و بیماری‌های مرتبط با مغز استخوان شده است. در مطالعه‌ای دیگر، پژوهشگران با بهره‌گیری از PhenoCycler-Fusion، پروتکل جدیدی برای تصویربرداری چندگانه از بافت‌های مغز استخوان توسعه دادند. این پروتکل، امکان تحلیل دقیق‌تر از ترکیب سلولی و ساختارهای بافتی را فراهم کرده و به درک بهتر از بیماری‌های خونی و سرطان‌های مرتبط کمک کرده است. همچنین، در تحقیق دیگری، پژوهشگران با استفاده از فناوری‌های PhenoCycler و Xenium، به تحلیل پروتئومیک و ترنسکریپتومیک فضایی در بافت‌های مختلف، از جمله مغز استخوان، پرداختند. این مطالعه، نشان‌دهنده توانمندی‌های بالای این فناوری‌ها در تحلیل‌های چندبعدی و جامع از بافت‌های زیستی است.

شناسایی سلول‌های بنیادی نادر در بستر پیچیده مغز استخوان

فناوری PhenoCycler 2.0™ با توانایی بی‌نظیر خود در ردیابی بیش از صد مارکر پروتئینی به‌صورت هم‌زمان، ابزار بسیار قدرتمندی برای شناسایی سلول‌های نادر مانند سلول‌های بنیادی خونساز فراهم کرده است. این سلول‌ها که تنها بخش کوچکی از جمعیت سلولی مغز استخوان را تشکیل می‌دهند، در تعیین مسیرهای تمایزی و بازسازی خونسازی نقش اساسی دارند. با بهره‌گیری از این فناوری، پژوهشگران می‌توانند بدون تخریب بافت یا از دست دادن اطلاعات فضایی، مکان دقیق این سلول‌ها را در ارتباط با سایر سلول‌های ایمنی، استرومایی و پیش‌سازها تعیین کنند. حفظ ساختار بافتی در طول فرآیند تصویربرداری، به همراه حساسیت بالا در شناسایی آنتی‌ژن‌ها، باعث شده است که درک عمیق‌تری از اکوسیستم سلولی مغز استخوان حاصل شود. این پیشرفت، راه را برای تحلیل‌های عملکردی پیچیده‌تر در مدل‌های بیماری‌زا، از جمله لوسمی و نارسایی مغز استخوان، هموار کرده است.

بررسی تاثیر داروهای ضدسرطان بر ساختار ریزمحیطی بافت

یکی از حوزه‌های نوآورانه در استفاده از PhenoCycler 2.0™، بررسی تأثیر درمان‌های ضدسرطان بر بافت مغز استخوان در مدل‌های حیوانی یا بافت‌های انسانی است. برخلاف روش‌های قبلی که فقط به بررسی پاسخ سلولی به‌صورت کلی و بدون درنظر گرفتن جایگاه فضایی می‌پرداختند، این سیستم جدید به پژوهشگران اجازه می‌دهد که تأثیر دقیق داروها را بر روی اجزای مختلف میکرو محیط سلولی از جمله رگ‌های خونی، ماتریکس خارج سلولی و سلول‌های ایمنی تحلیل کنند. این اطلاعات برای درک نحوه عملکرد دارو در سطح بافت و شناسایی نقاط مقاومت دارویی بسیار حیاتی هستند. امکان طراحی آزمایش‌های طولی برای رصد تغییرات بافتی در طول درمان، می‌تواند به بهینه‌سازی دوز دارویی و شناسایی زمان مناسب مداخله بالینی کمک کند.

ادغام تحلیل فضایی پروتئوم و ترنسکریپتوم

تحقیقات اخیر با ترکیب فناوری PhenoCycler با سیستم‌های مکمل مانند Xenium و Visium، افق‌های جدیدی در تحلیل جامع بافت‌های زیستی گشوده‌اند. این ادغام، امکان بررسی هم‌زمان بیان پروتئین‌ها و ژن‌ها در بستر فضایی واحد را فراهم می‌کند. در این رویکرد، پژوهشگران می‌توانند مشاهده کنند که یک سلول خاص در چه ناحیه‌ای از بافت قرار دارد، چه پروتئین‌هایی بیان می‌کند و هم‌زمان چه ژن‌هایی را فعال نگه داشته است. این سطح از جزئیات، نه تنها درک بی‌نظیری از رفتار سلول‌ها در شرایط فیزیولوژیک و پاتولوژیک ارائه می‌دهد، بلکه ابزار قدرتمندی برای مدل‌سازی مکان‌محور مسیرهای تنظیمی فراهم می‌کند. این فناوری می‌تواند در آینده به استاندارد طلایی تحلیل ریزمحیط تومور و اختلالات سلولی تبدیل شود. فراتر از پژوهش‌های پیش‌بالینی، فناوری PhenoCycler 2.0™ قابلیت‌های منحصربه‌فردی برای ورود به حوزه‌های بالینی دارد، به‌ویژه در زمینه تشخیص دقیق‌تر و طراحی درمان‌های شخصی‌سازی‌شده برای بیماران مبتلا به سرطان‌های خونی و اختلالات مغز استخوان. با توانایی شناسایی پروفایل‌های سلولی پیچیده و تعیین محل دقیق قرارگیری هر سلول در بستر بافت، این سیستم می‌تواند به شناسایی نشانگرهای زیستی خاص هر بیمار کمک کند. به‌عنوان مثال، در بیماران مبتلا به لوسمی یا میلودیسپلازی، امکان بررسی ناهمگنی درون‌توموری و مسیرهای سیگنالی غالب فراهم می‌شود که می‌تواند برای انتخاب نوع درمان هدفمند یا ترکیبی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، با ردیابی پاسخ سلولی به درمان‌های خاص در سطح بافت، پزشکان می‌توانند تصمیم‌گیری دقیق‌تری در خصوص ادامه، تغییر یا توقف درمان اتخاذ کنند. با توسعه پروتکل‌های سازگار با نمونه‌های انسانی و افزایش دقت ابزارهای تحلیل داده، این فناوری در مسیر تبدیل شدن به بخشی از فرآیندهای تشخیصی و درمانی در کلینیک‌های پیشرفته قرار دارد. با وجود مزایای فراوان، استفاده از فناوری‌های پیشرفته‌ای مانند PhenoCycler 2.0™ با چالش‌هایی نیز همراه است. یکی از مهم‌ترین چالش‌ها، نیاز به بهینه‌سازی پروتکل‌های رنگ‌آمیزی و انتخاب آنتی‌بادی‌های مناسب برای تصویربرداری است. همچنین، تحلیل داده‌های حاصل از تصویربرداری‌های چندگانه نیازمند نرم‌افزارهای پیشرفته و تخصصی است. برای غلبه بر این چالش‌ها، پژوهشگران به توسعه پروتکل‌های بهینه‌سازی شده و استفاده از نرم‌افزارهای تحلیل تصویر مانند QuPath و HALO پرداخته‌اند. این اقدامات، به افزایش دقت و کارایی تحلیل‌های تصویربرداری کمک کرده و زمینه‌ساز پیشرفت‌های بیشتر در این حوزه شده است.

نتیجه‌گیری

فناوری PhenoCycler 2.0™ با فراهم کردن امکان تصویربرداری چندگانه و تحلیل‌های فضایی دقیق، تحول بزرگی در تحقیقات هماتولوژی و سرطان‌شناسی ایجاد کرده است. این فناوری، به پژوهشگران این امکان را می‌دهد تا ساختارهای پیچیده و تعاملات سلولی در بافت‌های مغز استخوان را با دقت بی‌سابقه‌ای مورد بررسی قرار دهند. با ادامه توسعه و بهینه‌سازی این فناوری و پروتکل‌های مرتبط، انتظار می‌رود که در آینده نزدیک، استفاده از PhenoCycler 2.0™ در تحقیقات بالینی و تشخیص بیماری‌های خونی و سرطان‌های مرتبط با مغز استخوان گسترش یابد. این پیشرفت‌ها، نویدبخش دوره‌ای جدید در درک و درمان بیماری‌های هماتولوژیک و سرطان‌ها خواهد بود.

پایان مطلب./