نانوفناوری در خدمت مبارزه با ایدز

پل ویلیامز می‌گوید: « وقتی به اینجا آمدم، مردمی را دیدم که با وجود ابتلا به ایدز می‌بایست تمام روزشان را صرف رسیدن به نزدیک‌ترین درمانگاه‌ها کنند. نه تجهیزات آزمایشگاهی وجود داشت، نه آموزشی، نه درمانی، نه نظارتی؛ بیماران فقط از بین می‌رفتند».

سه سال پیش، این وضعیت مردم منطقه بویندی در اوگاندا بود، تا زمانی که دکتر ویلیامز، پزشک عمومی ساکن نورثایست انگلستان، به اینجا نقل مکان کرد و مرکز درمانی بسیار کوچک این منطقه را در قلب جنگل‌های نفوذ ناپذیر پارک جنگلی بویندی، به بیمارستانی کارآمد و جامع تبدیل کرد.

گروه سیار این مرکز نیز طی پنج ماه گذشته به کمک یک‌سری تجهیزات کوچک اما مهم پزشکی، موفق به نظارت بر سلامتی بیماران مبتلا به ایدز و ارزیابی روند بیماری در آنها شده است. آنها برای این کار از یک آمبولانس مجهز به تجهیزات تشخیص طبی استفاده می‌کنند. این بیمارستان دولتی در حال حار حدود 40 هزار نفر از مردم منطقه را تحت پوشش آموزش و درمان قرار داده است.

این برنامه‌ها آموزش زنان باردار، اعمال زایمان، بخش اختصاصی کودکان که خصوصا به موضوع سوءتغذیه در آنها می‌پردازد و پیشگیری و درمان بیماری‌هایی مانند مالاریا را در بر‌می‌گیرد. علاوه بر این‌ها، این بیمارستان در مجموع هزار بیمار مبتلا به ایدز را هم در گوشه و کنار این منطقه جنگلی تحت پوشش قرار داده است.

دکتر ویلیامز محیط کاری تیمش را به این شکل شرح می‌دهد: «ما تنها 1.5 کیلومتر از جنگل‌های بارانی که محل سکونت گوریل‌های کوهستان است، فاصله داریم، دقیق‌تر بگویم، بیمارستان درست مرز میان اوگاندا و جمهوری دموکراتیک کنگو قرار دارد. اینجا هیچ جاده آسفالتی وجود ندارد، حمل‌ونقل عمومی بی‌معنی است و بیمارانی داریم که کیلومترها از بیمارستان و خدمات درمانی فاصله دارند و توان پیاده آمدن تا اینجا را هم ندارند».

به همین دلیل است که تیم پزشکی این درمانگاه، یک کلینیک سیار ایدز ایجاد کرده و تجهیزات نظارتی و درمانی را به وسیله آمبولانسی که دارد، به مناطق دورافتاده وصعب‌العبور می‌برد.

اما در میان تجهیزاتی که پشت و روی سقف این آمبولانس درکنار هم قرار گرفته‌اند و با طناب محکم شده‌اند، یک جعبه خاکستری متوسط جلب توجه می‌کند. این یکی از با ارزش‌ترین تجهیزات قابل حمل‌ونقلی است که سال گذشته به این بیمارستان اهدا شده است، همان وسیله‌ای که شانس نظارت و کمک به بهبود بیماران مبتلا به ایدز را در این منطقه به دکتر ویلیامز و همکارانش داده است.

این دستگاه، وسیله‌ای همراه برای آزمایش فاکتورهای خونی است که تنها ظرف مدت 10 دقیقه پس از دریافت نمونه خون، نتیجه مفصل آزمایش را ارائه می‌کند و تغییرات ایجاد شده در سیستم ایمنی بیمار را نیز به وضوح نشان می‌دهد.

این دستگاه سلول‌های سی‌دی4 مثبت، را شمارش می‌کند. این سلول‌ها، گلبول‌های سفیدی هستند که ویروس اچ.آی.وی پس از اتصال به آنها، محتوای هسته خود یعنی همانRNA را وارد آنها می‌کند تا امکان تخریبشان را فراهم کند.

دکتر ویلیامز توضیح می‌دهد: «وقتی می‌گوییم سیستم ایمنی بیماری به دلیل ابتلا به ایدز تضعیف شده است، منظور این است که تعداد سلول‌های سی‌دی4 مثبت بدن او کاهش پیدا کرده و بدن او مستعد ابتلا به انواع عفونت‌ها ‌شده است. در طول دوره آلودگی به این ویروس، تعداد این سلولها پیوسته کمتر و کمتر می‌شود، به همین دلیل ما باید مرتب تعداد آنها را در مبتلایان شمارش کنیم تا ببینیم این بیماری در هر فرد با چه سرعتی پیشرفت می‌کند».

تحقیق و جستجو
این دستگاه توسط شرکت آمریکایی PointCare طراحی و ساخته شده که متخصص ساخت تجهیزات تشخیص پزشکی مورد استفاده در کشورهای در حال توسعه است. پوینت‌کر پشتوانه تحقیقاتی و تجربی بسیار خوبی دارد. این شرکت سال 1382 / 2003 توسط پترا کرالدات و پیتر هانسن، در حالی تأسیس شد که هر دوی آنها تجربه تحقیقاتی موفق‌آمیز و طولانی مدت در زمینه ایدز داشتند.

خانم کرالدات می‌گوید: «هانسن اولین دستگاه خودکار شمارش سلول‌های سی‌دی4 را در اواخر دهه 1970 / 1350 اختراع کرد و من هم سال 1982/ 1361، گروهی را در آلمان رهبری کردم که اولین تست غربال‌گری ایدز را در اروپا ابداع کردند».

در دهه 1990/ 1370، همکاران سابق کرالدات و هانسن از آنها خواستند تا به کار روی تجهیزات مورد نیاز کشورهای در حال توسعه روی آورند و برای شروع، یک دستگاه شمارش سلول‌های سی‌دی4 ارزان قیمت تهیه کنند. خانم کرالدات می‌گوید: «به همین دلیل به آفریقای جنوبی سفر کردیم تا بتوانیم از نزدیک با پزشکانی که دقیقا با شرایط و مشکلات آنجا آشنا هستند، صحبت کنیم».

اما واقعیتی که در آفریقا دیدند، هر دوی آنها را غافل‌گیر کرد. او ادامه می‌دهد: «مردم به ما هزاران دستگاه تشخیص طبی اهدا‌شده به مراکز درمانی را نشان دادندکه فقط در انبارها خاک می‌خوردند؛ معرف‌های شیمیایی اغلب این دستگاه‌ها بر اثر دمای بالای محیط به سادگی از بین رفته بود. بنابراین ارزانی دستگاه‌ها بزرگ‌ترین مسئله‌ای نبود که آفریقا با آن مواجه باشد، این مردم نیاز به دستگاهی داشتند که بتواند فضای اندکی را اشغال کند، قابل حمل به نقاط دور از دسترس باشد، به عنوان یک آزمایشگاه تشخیص پزشکی کامل عمل کند و از معرف‌هایی استفاده کند که مقاوم به حرارت بالای محیط، حدود 42 درجه سانتی‌گراد باشند. ما توانستیم این نیاز را تأمین کنیم».

معرف شیمیایی مقاوم به حرارت
دکتر هانسن تستی را ابداع کرد که از معرف شیمیایی در حالت انجماد و خشک شده‌ای استفاده می‌کند که به دماهای بالای 40 درجه سانتیگراد نیز مقاوم است.

آزمون‌های سرند کردن سلول‌های سی‌دی4 از پادتنها استفاده می‌کنند، پادتن‌ها، برچسب‌های مولکولی هستند که علامت‌های شیمیایی روی سطح سلول‌ها را شناسایی می‌کنند و بنا به نوع سلول به آن متصل می‌شوند. این مولکول‌ها با اتصال به سلول مورد نظر مانند پرچم عمل می‌کنند و باعث می‌شوند سلول‌های سی‌دی4 از سایر گلبول‌های سفید خون متمایز شوند.

اما این پادتنها هم به «برچسبدار شدن» نیاز دارند تا بتوانند به وسیله دستگاه، شناسایی و شمارش شوند. در روش‌های معمول برای برچسب‌دار کردن پادتن‌ها از نشانگر‌های فلوئورسنت استفاده می‌شود، اما مشکل اینجاست که این ترکیبات شیمیایی باید در یخچال نگهداری شوند و در غیر این صورت فاسد خواهند شد. مشخص است که این ترکیبات برای استفاده تیم‌های طبی سیار و درمانگاه‌های موقت، آن‌هم در تابستان‌های گرم آفریقا کاملا بلا استفاده هستند.

به همین دلیل دکتر هانسن برچسب‌های جدیدی طراحی کرد. او می‌گوید: «ما از طلای کلوئیدی استفاده کردیم، ترکیبی که کاملا به نانوفناوری وابسته است. ذرات بی‌نهایت کوچک طلا که به پادتن سلول‌های سی‌دی4 متصل شده‌اند. این پادتن‌های برچسب شده با استفاده از طلای کلودئیدی بسیار مقاوم به حرارت هستند، آنها می‌توانند یک سال تمام در دمای بالای 42 درجه سانتی‌گراد دوام بیاورند».

اعلام نتایج در کمتر از 10 دقیقه
دکتر کرالدات می‌گوید: «در داخل دستگاه، پادتنی که به طریقه انجماد خشک آماده شده و با ذرات طلا برچسبدار شده است، مایع می‌شود تا با نمونه‌های خون ترکیب گردد. ما با استفاده از یک کاتالیزور در این ترکیب، اتصال پادتن به سلول‌های سی‌دی4 را تسریع کرده‌ایم. این‌که چطور این کاتالیزور باعث تسریع واکنش می‌شود، یکی از اسرار تجاری پوینت‌کر است، اما به ما اجازه می‌دهد پس از گذشت تنها هشت دقیقه، جواب آزمایش را به‌طور کامل دریافت کنیم».

دکتر ویلیامز می‌گوید: « پیش از این‌که از این دستگاه استفاده کنیم، بیماران را یک روز در درمانگاه معاینه می‌کردیم و روز دیگری برای جمع‌آوری نمونه‌های خون اقدام می‌کردیم. ما گروهی موتور سوار داشتیم که در یک روز خاص برای جمع‌آوری نمونه خون به مناطق دور از دسترس می‌رفتند. آنها ناچار بودند 4 ساعتی میان جاده‌های گل‌آلود و از بین درختان انبوه جنگل‌های غیر قابل نفوذ، پیش بروند و پس از جمع‌آوری نمونه‌ها، آنها را در سمت دیگر جنگل برای غربال‌گری به دست ما برسانند. سه روز طول می‌کشید تا جواب آزمایش‌ها مشخص شود، پس از آن‌هم می‌بایست دو هفته دیگر صبر می‌کردیم تا بیماران به کلینیک برگردند و ما بتوانیم جواب آزمایش‌ها را در اختیار آنها قرار دهیم. در حال حاضر و با استفاده از این فناوری، ما می‌توانیم بلافاصله به مشکل رسیدگی کنیم».

دکتر کرالدات می‌‌گوید: «این دستگاه هزینه‌های جاری بسیار پایین‌تری نسبت به انواع دیگر دارد؛ چرا که نیروی مورد نیاز آن توسط باتری تأمین می‌شود. چون ما از طلای کلوئیدی استفاده می‌کنیم، نیاز به مصرف انرژی چندانی نخواهیم داشت».

پادتنهایی که به وسیله فلوئورسنت برچسب‌گذاری شده‌اند، باید با نور لیزر شناسایی و شمارش شوند. این سیستمها بسیار حساس هستند و در عین حال مصرف انرژی بالایی دارند. ما برای تشخیص از یک دیود ناشر نوری استفاده می‌کنیم که فناوری‌ای با عمر 180 هزار روز است، نمی‌شکند و انرژی مصرفی‌اش به‌قدری اندک است که عملا هیچ است».

زندگی مفید و مؤثر برای بیماران
این جعبه خاکستری کوچک علاوه بر شمارش تعداد سلول‌های سی‌دی4، پنج فاکتور دیگر مرتبط با گلبول‌های سفید خون را نیز ارزیابی می‌کند و در واقع تصویری کامل از سیستم ایمنی بیمار به پزشک ارائه می‌دهد.

این نتایج به پزشک امکان می‌دهد ابتلای بیمار مبتلا را به ایدز در میان بیماری‌های دیگری مانند سل یا بیماری‌های دیگری که ممکن است به دلیل تضعیف سیستم ایمنی بدن او با آنها درگیر شود، تشخیص دهد. هم‌چنین امکان کمخونی بیمار را که در مراحل پیشرفته‌تر بیماری بسیار متداول است و باعث ضعف بدنی او می‌شود، برای پزشک مشخص می‌کند.

دکتر ویلیامز می‌گوید: « استفاده از این دستگاه به معنی ارزیابی روند درمان این بیماری هم هست. مراقبت پزشکی از بیماران مبتلا به ایدز اهمیت زیادی دارد، چرا که می‌توان با استفاده از داروهای ضد رترو ویروس حدود 30 سال به زندگی فرد مبتلا اضافه کرد. اما هستند بیمارانی که نسبت به این داروها مقاومت پیدا می‌کنند یا به درمان درست جواب نمی‌دهند. ما هر چه زودتر این موضوع را متوجه بشویم بهتر می‌توانیم روند بیماری را متوقف کنیم».

باید گفت، در سه سال گذشته، دکتر ویلیامز و تیم همکارش زندگی‌ مبتلایان به ایدز را در بویندی متحول کرده‌اند. او می‌گوید: «من با یک مرکز غربال‌گری کوچک در بیمارستان شروع کردم، سپس تیم سیار به کمک من آمد و به محض این‌که به داروها دسترسی پیدا کردیم، برنامه درمانی منسجم و سازمان‌یافته‌ای را آغاز کردیم. در حال حاضر میزان مرگ و میر از ایدز در منطقه بسیار پایین است. ما می‌توانیم خیلی زود بیماری را تشخیص بدهیم، آن‌را مهار کنیم و انسان‌ها را در حالی‌که به ایدز مبتلا هستند، سرپا و توانا نگه داریم. با یک دوره کوتاه احساس مسئولیت، ما توانستیم ایدز را از یک بیماری مرگ‌بار به یک بیماری مزمن که مردم می‌توانند با آن زندگی کنند و مفید واقع شوند، تبدیل کنیم».

بی‌بی‌سی، 12 آوریل - ترجمه: محبوبه عمیدی