خلاصه فناوری:
یکی از بیماریهای مهم عفونی مشترک بین انسان و حیوان تب تیفوئید یا سالمونلوز است که گونههای مختلف سالمونلا از خانواده آنتروباکتریاسه میتواند باعث آن شود. پراکندگی جغرافیایی سالمونلا بسیار وسیع بوده و میتواند در طیف وسیعی از موجودهای زنده از جمله انسان باعث عفونت شود. از مهمترین منابع آلودگی سالمونلا در انسان میتوان به سبزیها، فرآوردههای لبنی، محصولات دریایی، مواد گوشتی بهویژه گوشت ماکیان، تخممرغ و فرآوردههای جانبی آنها اشاره کرد. پرندگان هم به عفونتهای سالمونلایی حساس بوده و توسط گونههای مختلفی از این باکتریها آلوده میشوند. سالمونلوز در شترمرغها باعث تلفات قابل توجهی در گلههای شترمرغ بهخصوص جوجههای کوچکتر از ۲ ماه میشود و از این طریق خسارتهای چشمگیری را به اقتصاد کشور وارد مینماید. حدود 40 درصد از کل مسمومیـتهـای غـذایـی را نوع سالمونلا ایجاد مینماید. عـمـدهتـریـن مـواد غذایی مسئول در انتقال سالمونلا در کشور ایران تخـممـرغ و گوشت مرغ میباشد. گزارش سازمان بهداشت جهـانـی نشـان میدهد که در کشورهای در حال توسعه هر ساله از هـر 1000 نفر، 5 مورد ابتلا به سالمونلا دیده میشود. همچنین از میان 16 میلیون بیمار مبتلا به تب تیفوئید یا حصبه، 600 هزار نـفـر در اثـر ایـن بیماری جان خود را از دست میدهند. با اینکه سالمونلا به خانواده انتروباکتریاسه تعلـق دارد، اما جز فلور طبیعی روده انسان یـا حـیـوان مـحـسـوب نمیشود. این باکتری در انسان بیماریهای مختـلـف و گـاهـاً خطرناکی از جمله تب روده (حصبه و شبه حصبه)، عـفـونـت خون و مسمومیتهای غذایی را ایجـاد مـینـمـایـد. سالمونلا تیفی و سالمـونـلا پـاراتـیـفـی عامل ایجـاد تـب روده مـحـسـوب میشوند، در حالی که سالمونلا کلـراسـوئـیـس توانایی زیادی در انتشار بـه درون سـیـسـتـم گردش خون دارد و عفونت خونی خطرناکی را ایجاد میکـنـد. همچنین این باکتری در روده انتروتوکسین و سیتوتوکسینهایی را تولید میکند که برای سلولهای میزبان آسیـبزا هستند. در ایران نیز دومین عامل ایجادكننده اسهال در انسان پس از شیگلا، باكتری سالمونلا میباشد. در مقابل، شیوع آن در محل پرورش حیوانات باعث از دست رفتن تولیدات دامی، مرگ و میر، افزایش ضررهای اقتصادی میشود. روشهایی مانند بیوتایپینگ، سروتایپینگ و فاژتایپینگ اغلب زمانبر، غیراقتصادی، غیرقابل اعتماد میباشند و در بررسیهای اپیدیمیولوژیکی وسیع این روشها ناتوان هستند، لذا به روشهای دقیقتر و سریعتر در این زمینه نیاز است. آپتامرها مولکلولهای کوتاه DNA یا RNA تکرشتهای میباشند که میتوانند به صورت اختصاصی به اهداف خاصی از جمله پروتئینها، پپتیدها، کربوهیدراتها، توکسینها و حتی سلولهای زنده متصل شوند. اتصال آپتامرها به اهداف خود از اختصاصیت و دقت بالایی برخوردار است. آپتامرها میتوانند بهعنوان جایگزین آنتیبادیها در تشخیص و حتی درمان قرار بگیرند. در مقایسه با آنتیبادیها، آپتامر به راحتی ساخته میشود و زمان کمتری برای ساخت نیاز دارد، مازاد بر اینکه هزینه ساخت آن به مراتب از ساخت آنتیبادیها پایینتر میباشد. از سوی دیگر، روش اندازهگیری جریان جانبی (LFA) یک زیستحسگر مبتنی بر کاغذ است که میتواند در یک نمونه معین مواد زیستی را شناسایی کرده و نتایج آزمایش را در عرض چند دقیقه بدون نیاز به پرسنل آموزشدیده جهت به کار انداختن تجهیزات گرانقیمت و پیچیده ارائه نماید. بنابراین، به دلیل مزایای این عملیات آسان، کم هزینه و تشخیص سریع، نظر محققان به نحو قابلتوجهی به این فناوری جلب شدهاست.
ضرورت مسئله:
پراکندگی جغرافیایی سالمونلا بسیار وسیع بوده و میتواند در طیف وسیعی از موجودات زنده از جمله انسان باعث عفونت شود. از مهمترین منابع آلودگی سالمونلا در انسان میتوان به سبزیها، فرآوردههای لبنی، محصولات دریایی، مواد گوشتی بهویژه گوشت ماکیان، تخممرغ و فرآوردههای جانبی آنها اشاره کرد. پرندگان هم به عفونتهای سالمونلایی حساس بوده و توسط گونههای مختلفی از این باکتریها آلوده میشوند. سالمونلوز در شترمرغها باعث تلفات قابل توجهی در گلههای شترمرغ بهخصوص جوجههای کوچکتر از ۲ ماه میشود و از این طریق خسارتهای چشمگیری را به اقتصاد کشور وارد مینماید. حدود 40 درصد از کل مسمومیـتهـای غـذایـی را نوع سالمونلا ایجاد مینماید. عـمـدهتـریـن مـواد غذایی مسئول در انتقال سالمونلا در کشور ایران تخـممـرغ و گوشت مرغ میباشد. گزارش سازمان بهداشت جهـانـی نشـان میدهد که در کشورهای در حال توسعه هر ساله از هـر 1000 نفر، 5 مورد ابتلا به سالمونلا دیده میشود. همچنین از میان 16 میلیون بیمار مبتلا به تب تیفوئید یا حصبه، 600 هزار نـفـر در اثـر ایـن بیماری جان خود را از دست میدهند. با اینکه سالمونلا به خانواده انتروباکتریاسه تعلـق دارد، اما جزء فلور طبیعی روده انسان یـا حـیـوان مـحـسـوب نمیشود. این باکتری در انسان بیماریهای مختـلـف و گـاهـاً خطرناکی از جمله تب روده (حصبه و شبه حصبه)، عـفـونـت خون و مسمومیتهای غذایی را ایجـاد مـینـمـایـد. سالمونلا تیفی و سالمـونـلا پـاراتـیـفـی عامل ایجـاد تـب روده مـحـسـوب میشوند در حالی که سالمونلا کلـراسـوئـیـس توانایی زیادی در انتشار بـه درون سـیـسـتـم گردش خون دارد و عفونت خونی خطرناکی را ایجاد میکـنـد. در ایران دومین عامل ایجادكننده اسهال در انسان پس از شیگلا، باكتری سالمونلا میباشد. در مقابل، شیوع آن در محل پرورش حیوانات باعث از دست رفتن تولیدات دامی، مرگ و میر، افزایش ضررهای اقتصادی میباشد. روشهایی مانند بیوتایپینگ، سروتایپینگ و فاژتایپینگ اغلب زمانبر، غیراقتصادی و غیرقابل اعتماد میباشند و در بررسیهای اپیدیمیولوژیکی، وسیع این روشها ناتوان هستند، لذا به روشهای دقیقتر و سریعتر در این زمینه نیاز است. همچنین احتمال استفاده از این باکتری به عنوان عامل بیولوژیک در حملات بیوتروریسمی نیز وجود دارد، که اهمیت انجام این گونه پژوهشها در رصد و شناسایی باکتری را دو چندان میکند. از این رو دراین تحقیق با طراحی روشی ساده در تشخیص سالمونلا، امید است این بیماری خیلی سریع تشخیص داده شود و از انتشار آن جلوگیری شود.
مسئله اصلی تحقیق :
روش اندازهگیری جریان جانبی یک زیست حسگر مبتنی بر کاغذ است که میتواند در یک نمونه معین مواد زیستی را شناسایی کرده و نتایج آزمایش را در عرض چند دقیقه بدون نیاز به پرسنل آموزشدیده جهت به کار انداختن تجهیزات گرانقیمت و پیچیده ارائه نماید. بنابراین، به دلیل مزایای این عملیات آسان، کمهزینه و تشخیص سریع، نظر محققان به نحو قابلتوجهی به این فناوری جلب شدهاست و به طور گسترده در زمینههای مختلف از جمله امنیت غذایی، آنالیز بالینی و نظارت بر محیط زیست بهکار گرفته شده است. همانگونه که اشاره شد، آپتامرها توالیهای اسیدنوکلئیک هستند، که با به کارگیری روش برونتنی SELEX از غربالگری کتابخانههای بزرگ اولیگونوکلئوتیدی ایجاد میشوند. با توجه به تمایل اتصال و حساسیت بالا، آپتامرها در فرایندهای متعدد از جمله تشخیص، درمان، سیستمهای تحویل دارو و حتی اخیراً در زمینههای تصویربرداری پزشکی و نانوتکنولوژی استفاده شدهاند. آپتامرها نسبت به همتایان پروتئینی خود مزایایی از جمله تمایل بالای اتصال و حساسیت، سرعت نفوذ در بافتهای هدف، راحتی نسبی سنتز در مقیاس بزرگ، اندازه کوچک (کمتر از 30 کیلو دالتون) و ایمنوژنیستی پایین را نشان میدهند. به دلیل ماهیت ذاتی آنها به عنوان اسیدهای نوکلئیک، آپتامرها به شدت پایدار هستند و قادر به یافتن ترکیب طبیعی بعد از دناتوراسیون میباشند که آنها را به اندازه کافی انعطافپذیر میسازند تا با فرمتهای سنجش متفاوت انطباق یابند. در حالی که فرآیند انتخاب آپتامرها ممکن است پرهزینه باشد. زمانی که آپتامرها غربال شوند، میتوان آنها را با تکرارپذیری بالا و خلوص سنتز کرد و منجر به هزینه تولید بسیار کمتر نسبت به آنتیبادیها میشود.
نام و نام خانوادگی |
رشته/مقطع تحصیلی |
همکار/مشاور طرح |
وضعیت شغلی |
محمد علی خسروی |
دکتری بیوتکنولوژی پزشکی |
مجری |
متعهد غیر هئیتعلمی بخش پزشکی مولکولی انستیتو پاستور ایران |
مریم عباسعلی پور بشاش |
دکتری بیوتکنولوژی پزشکی |
همکار |
متعهد غیر هئیتعلمی بخش پزشکی مولکولی انستیتو پاستور ایران |
محمد شوشتری |
ویروس شناسی/دکتری |
همکار |
متعهد غیر هئیتعلمی پژوهشکده علوم و فناوریهای نوین |
مهدی زین الدینی |
بیوشیمی/دکتری |
همکار |
هئیتعلمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر |
سوابق عرضهکننده فناوری و مسئول اصلی تیم پژوهشی:
آقای دکتر محمد علی خسروی: به عنوان مجری و رابط اصلی طرح و فارغالتحصیل دکتری بیوتکنولوژی پزشکی از انستیتو پاستور ایران بوده که دارای تجربه حضور در شرکت خصوصی بیوتکنولوژی و کار بر روی سیستمهای کیت تشخیص سریع میباشد.
خانم دکتر عباسعلی پور: ایشان دارای مدرک کارشناسیارشد رشته میکروبیولوژی از دانشگاه شهید بهشتی و فارغالتحصیل دکتری بیوتکنولوژی از انستیتو پاستور ایران بوده و تجربه فعالیت در شرکت خصوصی و همکاری در پروژه کیتهای تشخیص سریع را دارند.
آقای دکتر محمد شوشتری: از همکاران این طرح، دارای مدرک دکتری ویروسشناسی از انستیتو پاستور ایران بوده و همچنین دارای 19 سال سابقه در مرکز پژوهشی علوم و فناوریهای نوین، با عضویت کارمند رسمی میباشند. نامبرده دارای تجربه فعالیت در پروژههای مختلف از جمله طراحی و ساخت انواع کیت نواری، ساخت انواع واکسن و آنتی سرم در اشل آزمایشگاهی و نیمه صنعتی (پری کلینیکال و کلینیکال)، بهعنوان مجری و همکار بیش از بیست طرح تحقیقاتی میباشند. همچنین ایشان مقالات متعدد در زمینههای مختلف زیستی و تالیف چندین کتاب در این زمینه را دارند.
آقای دکتر مهدی زین الدینی: دانشیار بیوشیمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر و فارغالتحصیل دکتری از دانشگاه تربیت مدرس هستند. ایشان دارای تجربه 23 ساله در انجام پروژههای حوزه شناسایی پاتوژنها و طراحی کیتهای تشخیصی در دانشگاه صنعتی مالک اشتر هستند. H-Index دکتر زین الدینی 12 میباشد.
جایگزینی آپتامر به جای آنتی بادی در کیتهای تشخیص سریع که میتواند باعث کاهش چشمگیر هزینههای تولید شود.
کاربرد این محصول تشخیص سریع باکتری سالمونلا مبتنی بر آپتامر و سنجش جریان جانبی (LFA) میباشد.
مهمترین دستاورد این طرح، دست یافتن به دانش طراحی، تولید و بهکارگیری آپتامرهای تشخیصی به منظور استفاده در سامانههای تشخیصی سریع و جایگزین کردن آنها به جای آنتی بادیها میباشد. در ادامه، در این تحقیق تلاش خواهد شد تا ایمنوزیست حسگر نواری مبتنی بر آپتامری برای مدل باکتریایی سالمونلا طراحی و ارائه گردد.
- هزینه اجرای طرح حدود 500 میلیون تومان برآورد میشود که حداکثر 70 درصد این مبلغ تا سقف 500 میلیون تومان، از محل حمایت صندوق نوآوری و شکوفایی تامین خواهد شد.
- مدتزمان اجرای طرح حدود 14 ماه برآورد میشود.
- مالکیت معنوی: مشارکتکننده در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و مشارکتکننده در ژورنالهای داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانسها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دستاندرکاران مجاز خواهد بود.
- مالکیت منافع مادی: سهم مشارکت شرکت/شتابدهنده متقاضی حداقل 10 و حداکثر 35 درصد خواهد بود (منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری بر اساس توافق طرفین و مشترک خواهد بود و باتوجهبه سهم آورده نقدی و غیرنقدی توسعهدهنده، سهم مالکیت قابلمذاکره و توافق است).
شماره تماس:
09025555482
09025555471
اینستاگرام:
iran.challenges@