การใช้นาโนเทคโนโลยีในการวินิจฉัยการเสื่อมของเซลล์สมอง

ภาวะเซลล์สมองเสื่อมถือว่าเป็นปัญหาสุขภาพที่สำคัญในยุโรป โดยพบว่ามีประชากรกว่าหลายล้านคนต้องทนทุกข์กับภาวะเซลล์สมองเสื่อม แม้ว่าการเกิดโรคสมองเสื่อมในผู้ป่วยจะเป็นไปอย่างช้า ๆ แต่ผลกระทบที่จะเกิดขึ้นกับผู้ป่วยและครอบครัวของผู้ป่วยถือว่ามหาศาล เนื่องจากยังไม่มีวิธีที่สามารถเยียวยาความเสียหายที่เกิดจากภาวะเซลล์สมองเสื่อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ การตรวจพบภาวะสมองเสื่อมได้ตั้งแต่ระยะแรกเริ่มจึงเป็นวิธีเดียวที่จะช่วยชะลอการพัฒนาของโรคได้ 

การวินิจฉัยทางการแพทย์กำลังเกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่เป็นผลเนื่องมาจากมีการค้นพบตัวบ่งชี้ทางชีวภาพชนิดใหม่ ๆ ได้อย่างรวดเร็ว การตรวจหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่มีความเกี่ยวข้องกับการเสื่อมของเซลล์สมองจะสามารถช่วยลดผลกระทบต่อผู้ป่วยได้อย่างมาก

โครงการ NADINE ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากสหภาพยุโรปได้พัฒนาเครื่องมือวินิจฉัยเพื่อติดตามการเกิดของภาวะเซลล์สมองเสื่อม ซึ่งแนวคิดคือการพัฒนาระบบที่เอื้อให้ใช้ตัวอย่างเลือดหรือซีรัมในปริมาณน้อยใ นการตรวจหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่สามารถใช้บ่งบอกถึงการเกิดภาวะเซลล์สมองเสื่อมได้ ซึ่งถือเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างมากเนื่องจากในระยะเริ่มแรกของการเกิดโรคสมองเสื่อม ความเข้มข้นของตัวบ่งชี้ทางชีวภาพเหล่านี้จะต่ำมากทั้งในเลือดและซีรัม 

นักวิจัยได้ใช้เทคนิคการย่อขนาดและได้พัฒนานวัตกรรมด้านนาโนเทคโนโลยี ร่วมกับการใช้วิธีการทางชีวเคมีขั้นสูงในการตรวจหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่ต้องการ โดยมีการใช้นวัตกรรมอนุภาคนาโนจากแม่เหล็กร่วมกับแอนติบอดีที่ถูกเลือกมาโดยเฉพาะ ตามด้วยการใช้เทคนิคการตกตะกอนด้วยวิธีการทางอิมมูโนวิทยา (immunoprecipitation) ซึ่งในการตรวจหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพได้มีการใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกัน 4 ชนิดเข้ามาช่วย ได้แก่ ไมโครแอเรย์ชนิดเรืองแสง (fluorescence microarrays) เทคนิควิเคราะห์ทางเคมีที่ใช้หลักการการเปลี่ยนสารตัวอย่างให้เป็นไอออน (mass spectrometry) ไมโครดรอปเล็ทแอเรย์ (micro droplet array) และเทคนิควิเคราะห์ทางเคมีไฟฟ้า (electrochemical assay) 

สำหรับชิ้นส่วนของตัวอุปกรณ์ทางคณะทำงานได้พัฒนาอุปกรณ์ขนาดเล็กซึ่งผลิตโดยใช้วัสดุพอลิเมอร์ และใช้ซอฟท์แวร์ชั้นสูงเป็นระบบปฏิบัติการ 

โดยสรุป วิธีการที่ถูกพัฒนาขึ้นผ่านโครงการ NADINE ได้เน้นให้เห็นถึงความสำคัญของการใช้ชีวเคมีขั้นสูงร่วมกับนาโนเทคโนโลยีเพื่อพัฒนานวัตกรรมเครื่องมือวินิจฉัยทางการแพทย์ ซึ่งผลที่ตามมาก็คือจะช่วยให้เกิดความเข้าใจในการเกิดภาวะสมองเสื่อมได้ดีขึ้นเพื่อที่จะออกแบบวิธีการรักษาใหม่ ๆ ที่มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น