به گزارش قدس آنلاین از بنیاد ملی علم ایران، تست تشخیص تروپونین قلبی (cTnI) برای تشخیص سکته قلبی و آسیب به سلول‌های عضلات قلب است. اندازه‌گیری تروپونین قلبی با دقت بالا، اهمیتی فوق‌العاده در تصمیم‌گیری صحیح در مورد اقدام درمانی لازم در مورد فرد مشکوک به سکته و نجات جان بیمار دارد.

عمده کیت‌های تشخیص سریع موجود در بازار بر پایه نانوذرات طلا (به‌عنوان نشان‌گر) هستند که درصورت مثبت بودن تست، در خط‌های تست، رنگ تولید کرده و به صورت چشمی تفسیر می‌شود. با وجود تقاضای گسترده بازار به این کیت‌ها، به دلیل کیفی بودن و حساسیت متغیر، نیاز مبرم به روش کمی و دقیق‌تر با فناوری جدیدتر وجود دارد.

هدف از این پروژه، به دست‌ آوردن فناوری تولید نسل جدید کیت تشخیص سریع تروپونین بر پایه فناوری ایمونوفلورسنت (Fluorescent lateral flow immunoassay) برای پاسخگویی نیاز رو به افزایش بازار به کیت‌های نسل جدید برای تشخیص انواع مارکرهای حیاتی با دقت و حساسیت بالا به صورت کمی است.

طراحی و تولید این کیت، امکان تشخیص سریع سکته قلبی را در عرض چند دقیقه و با حساسیت بالا (تشخیص پایین‌ترین مقدار تروپونین در خون) از طریق اندازه‌گیری کمی مارکر اختصاصی تروپونین قلبی فراهم می‌کند.

پیشنیه مساله پژوهش

مارکر Cardiac Troponin I (cTnI) سال‌هاست برای تشخیص بالینی و طبقه‌بندی خطر در بیماران مشکوک به انفارکتوس حاد میوکارد (AMI) استفاده می‌شود. به دنبال آسیب بافت قلبی (در اثر سکته قلبی)، ظرف ۳ تا ۶ ساعت پس از شروع درد، تروپونین I به درون خون آزاد می‌شود و غلظت آن برای ۶ تا ۱۰ روز همچنان بالا می‌ماند. سطوح تروپونین cTnI در خون افراد سالم، بسیار پایین بوده و در بیمارانی با جراحت ماهیچه اسکلتی نیز دیده نمی‌شود.

اختصاصی بودن و حساسیت بالای cTnI در بافت قلبی، آن را به مارکر ترجیحی برای تشخیص سکته قلبی تبدیل کرده است. مشاهده افزایش یا کاهش سطوح cTnI، همراه با ارزیابی علائم بیمار، تاریخچه و ناهنجاری‌های الکتروکاردیوگرافی (ECG) جزو پروتکل استاندارد ارزیابی بیماران مشکوک به AMI است. در دنیا تست‌های تشخیصی مختلفی برای شناسایی تروپونین در سرم بیمار استفاده می‌شود.

از جمله مهم‌ترین آن‌ها روش‌های الایزا (ELISA)، کمی لومیسنس ایمونواسی (CLIA)، روش‌های فلورسنت ایمونواسی (ELFA و FLFA) و لترال فلو بر پایه مارکر نانوذرات طلا است. با توجه به اهمیت بالای سرعت در تشخیص تروپونین در بیماران مشکوک به سکته قلبی، روش‌های تشخیص سریع بر پایه لترال فلو (LFA) بر همه روش‌ها ارجحیت دارد.

اکنون روش‌های LFA بر پایه نشانگر نانوذرات طلا به دلیل ارزانی و در دسترس بودن در ایران عمومیت بیشتری دارد. این روش، روش غربال‌گری کیفی مفیدی است ولی نیاز به دست‌یابی به داده‌های کمی و کاهش میزان حد تشخیص (افزایش حساسیت) این روش، همیشه وجود داشته است. در این راستا، تلاش‌های زیادی از طریق استفاده از نشانگرها یا استراتژی‌های جدید برای بهبود حساسیت و استفاده از خوانش‌گرهای اختصاصی، انجام شده است.

شرح مساله پژوهش

اکنون در بازار، عمده کیت‌های تشخیص سریع تروپونین (LFA) بر پایه فناوری نانوذرات طلا و کیفی (نتایج مثبت یا منفی) هستند. این کیت‌ها عمدتاَ دارای حد تشخیص ng/ml ۰.۵ است. به عبارتی اگر سطح تروپونین در خون بیمار زیر این عدد باشد نتیجه منفی و بالای این عدد باشد، در باند مربوطه در کیت رنگ تولید می‌شود و تست، مثبت گزارش می‌شود.

با وجود تقاضای گسترده بازار به کیت‌های تشخیص سریع، نیاز مبرم به نسل جدید محصول وجود دارد که با بهره‌گیری از فناوری‌های جدیدتر، نتایج را به صورت کمَی و دقیق‌تر گزارش کند. بنابراین بازار جهانی کیت‌های لترال فلو به سمت نسل جدید این کیت‌ها (ELFA و FLFA) سوق پیدا کرده‌ است.

هدف این طرح، به دست آوردن فناوری تولید این کیت برای پاسخگویی به این نیاز رو به افزایش بازار است. ساختار کیت لترال فلو با نشانگر فلورسنت (Fluorescent lateral flow immunoassay) بر پایه شناسایی مولکول تروپونین با دو نوع آنتی‌بادی اختصاصی cTnI نشان‌دار شده به ماده فلورسنت و غیرنشان‌دار (به روش ساندویچ) روی خط تست انجام می‌گیرد. در این فناوری، دستگاه خوانش‌گر فلورسنت (Portable Immunofluorescence Analyzer)، امکان تجزیه و تحلیل کمی نمونه‌های بیماران را با اندازه‌گیری شدت سیگنال‌های فلورسنت تولید شده در خطوط واکنش، فراهم می‌کند. به این ترتیب، خوانش‌گر کیت، عدد دقیق این مارکر را در خون یا سرم بیمار گزارش می‌کند.

دستگاه خوانش‌گر کیت با تابش نور UV حضور تروپونین قلبی (تشکیل کمپلکس مولکول تروپونین و آنتی‌بادی اختصاصی نشان‌دار شده با فلورسنت) را شناسایی کرده و بر اساس شدت نور فلورسنت در خط تست، مقدار تروپونین در نمونه را به‌طور دقیق گزارش می‌کند. این فناوری، حد تشخیص تست را ۱۰ برابر (تا حد ng/ml ۰.۰۵) کاهش می‌دهد؛ یا به عبارتی، دقت تست را ۱۰ برابر افزایش می‌دهد و امکان تشخیص سریع‌تر تروپونین در خون بیمار را فراهم می‌کند.

این پژوهش در راستای به‌دست آوردن فناوری ساخت نمونه صنعتی کیت تشخیص سریع بر پایه نشان‌گر فلورسنت است، اما تولید دستگاه آنالیزکننده مطرح نیست. در آینده، ساخت دستگاه خوانش‌گر در داخل کشور، گام مهم دوم در خودکفایی کشور از نظر این کیت خواهد بود.

چالش نیاز فناورانه

در راستای اجرای طرح، چالش‌های فنی طرح؛ شامل انتخاب ماده فلورسنت به‌عنوان نشان‌گر تست از میان گزینه‌های موجود است که بایستی مناسب این محصول بوده و داخل کشور در دسترس باشد. در مرحله بعد، کسب فناوری به‌کارگیری نشان‌گر فلورسنت در ساختار کیت است. از سمت دیگر، تطبیق و تنظیم اجزای کیت با یکدیگر و با دستگاه خوانش‌گر (که در این مرحله دستگاه از یک برند خارجی خریداری خواهد شد)، دشواری دیگر این طرح خواهد بود.

مرحله بعدی، فرمولاسیون و طراحی تست است. فرمولاسیون بیش از ۶ محلول بافری چالش دیگر طرح خواهد بود. در نهایت، نمونه صنعتی کیت، بایستی طوری طراحی و تولید شود که دارای ویژگی و معیارهای زیر باشد:

۱. عملکرد پایداری محصول (Shelf life): کیت مورد نظر حداقل بایستی تا دو سال (۲۴ ماه) پایداری داشته باشد. البته به دلیل زمان‌بر بودن آزمایش می‌توان آن را بعد از اتمام پروژه هم بررسی کرد.

۲. پایداری در شرایط سخت (accelerated): کیت تولیدی باید بتواند در دما و رطوبت بالا تا مدت مشخص (مطابق معادله آرینیوس) پایدار باشد.

۳. دارای حساسیت و ویژگی کافی (Sensitivity and Specificity): کیت تولیدی مورد نظر باید از جهت حساسیت و اختصاصیت بتواند شاخص‌های سازمان تجهیزات پزشکی را بگذراند و امکان اخذ مجوز از سازمان مذکور را داشته باشد (حساسیت و اختصاصیت بالای ۹۸ درصد).

۴. عملکرد حد تشخیص (Cut off): کیت مورد نظر بایستی حد تشخیص کم‌تر از ۰.۱ نانوگرم در میلی‌لیتر داشته باشد و بتواند تا غلظت ۵ نانوگرم در میلی‌لیتر نمودار خطی غلظتی متناسب با شدت فلورسنت داشته باشد.

۵. دارای ویژگی قابلیت ساخت مجدد (Reproducibility): عملکرد دقت بین سنجش (inter assay) و درون سنجش (intra assay) کیت مورد نظر بایستی در تکرارهای مختلف به صورت درون سنجش و بیرون سنجش (ده تکرار، پنج روز) دقت بالای ۹۵ درصد (CI ۹۵٪) داشته باشد.

۶. دارای فرایند توسعه‌ای یکپارچه (هماهنگی طراحی و فرمولاسیون اجزای کیت) باشد.

۷. دارای ظرفیت‌های توسعه فناوری برای شناسایی انواع مختلف نمونه‌ها (سرم، پلاسما و خون) و آنالیت‌ها باشد.

۸. قابلیت ادغام با دستگاه‌های الکترونیکی خوانش‌گر (Portable POCT Immunofluorescence Analyzer) را داشته باشد.

۹. قابلیت تولید انبوه داشته باشد (یعنی فرمول‌ها در تعداد بالای تولیدی قابل انجام باشد).

۱۰. آنتی‌بادی‌های مورد استفاده حتماً از نوع منوکلونال باشد.

۱۱. منابع مواد اولیه انتخابی قابل دسترس و تکرارپذیر باشند.

گام‌های تحقیقاتی و الزامات طرح

• مطالعات اولیه طرح با جستجو در منابع علمی و انتخاب استراتژی تحقیق و توسعه؛

• بررسی منابع تأمین مواد اولیه (داخلی و خارجی) و انتخاب منابع مناسب؛

• دریافت نمونه مواد و مقایسه نمونه‌های دریافتی از منابع مختلف؛

• سفارش‌گذاری و خرید مواد اولیه خارجی و داخلی؛

• تولید آنتی‌بادی کونژوگه به نشان‌گر فلورسنت؛

• آماده‌سازی بافرها و نوارهای تست؛

• فرمولاسیون مواد و سرهم‌بندی اجزای کیت؛

• تعیین و تنظیم cut off مورد نظر تست؛• تولید نمونه آزمایشگاهی کیت؛

• ارتقا و بهینه‌سازی فرمولاسیون معرف‌ها و بافرها؛

• ارتقا و بهینه‌سازی بستر انجام واکنش در کیت (سمپل پد، غشاء، پد کانژوگه، پد جاذب)؛

• نهایی کردن نمونه محصول و انجام آزمایشات کنترل کیفی؛

• تولید ۵۰۰ عدد نمونه کیت؛

• انجام آزمایشات ارزیابی توسط آزمایشگاه مرجع (اختصاصی بودن، حساسیت و پایداری).

خروجی نهایی طرح

• گزارش مراحل پیشرفت طرح و نتایج تست‌های تحقیق و توسعه؛

• تولید و ارائه دانش فنی تولید بهینه اجزای کیت؛

• فرمولاسیون بافرهای لازم جهت استفاده در کیت؛

• تحویل نمونه صنعتی کیت؛

• ارائه نتایج آنالیزهای عملکرد مطلوب کیت (تست‌های عملکردی، حساسیت، اختصاصیت، حساسیت، حد تشخیص)؛

• صحت‌سنجی فرمولاسیون‌های خروجی توسط شرکت به صورت تولید آزمایشی.

تسهیم مالکیت فکری

• مالکیت معنوی: مجری در مالکیت معنوی ناشی از اجرای پژوهش سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و متقاضی در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به‌نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.

• مالکیت منافع مادی: با توجه به مدل کسب‌وکار شرکت متقاضی، منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری قابل اشتراک بین متقاضی و مجری خواهد بود.

نحوه پذیرش

پذیرش طرح‌ها رقابتی است و از بین پروپوزال‌های دریافتی، موردی که شرایط زیر را داشته باشد، در اولویت خواهد بود:

۱. ترکیب متخصصان تیم پیشنهادی مرتبط باشد.

۲. افراد پیشنهادشده، دارای سابقه پژوهشی و فنی در آن موضوع باشند.

۳. زمان‌بندی، هزینه و شرح خدمات، متناسب و مرتبط با پژوهش مورد تقاضا باشد. (در این بخش، مجری می‌تواند برآورد اولیه خود را اعلام کند اما بدیهی است جزئیات اجرایی در ابتدای امر مشخص نیست و مجری و کارفرما با علم به این موضوع وارد این توافق خواهند شد)

۴. پروپوزال، طبق فرمت پیشنهادی بنیاد ملی علم ایران، تهیه و از طریق سامانه کایپر ارسال شده باشد.

۵. فونت حروف و اعداد فارسی B Nazanin و اندازه قلم ۱۳ و فونت حروف و اعداد انگلیسی، Times New Roman و اندازه قلم ۱۱ باشد.

هزینه‌های قابل قبول

حق‌التحقیق نیروی انسانی، تست‌ها و آنالیزها، خدمات و مواد اولیه جزء هزینه‌های قابل قبول در این طرح است.

حوزه‌های اولویت‌دار

در خصوص حوزه‌های اولویت‌دار در این طرح باید به علوم و علوم زیستی، زیست‌شناسی، سلولی و مولکولی، علوم زیستی، شیمی، بیوشیمی، ایمونولوژی می‌توان اشاره کرد.

واجدان شرایط

پژوهشگر اصلی تیم لازم است عضو هیات‌علمی فعال یکی از دانشگاه‌ها و مؤسسات آموزش عالی کشور باشد. پس از دریافت پروپوزال از طریق سامانه، ارزیابی انجام گرفته و در صورت کسب امتیاز بالا، تیم برگزیده جهت مذاکره با بنیاد و شرکت متقاضی دعوت خواهد شد.

فایل‌ پیوست

متقاضیان برای دریافت فرم درخواست پیشنهاده (پروپوزال) اینجا کلیک کنند.

افراد واجد شرایط به مدت یک ماه از تاریخ انتشار فراخوان یعنی تا ۱۵ بهمن فرصت دارند که پروپوزال خود را از طریق سامانه کایپر برای بنیاد ملی علم ایران ارسال کنند.

مبلغ حمایت

پژوهش پیشنهاد شده تا سقف ۸۰ درصد، حداکثر ۲.۵ میلیارد تومان، توسط بنیاد ملی علم ایران حمایت خواهد شد. بدیهی است که مابقی هزینه‌ها باید توسط شرکت متقاضی ارائه‌دهنده پژوهش تأمین شود.

شیوه ثبت‌نام و ارسال درخواست

متقاضیان جهت ثبت‌نام می‌توانند به سامانه کایپر به نشانی rtms.insf.org مراجعه و از طریق بخش متقاضیان/ پژوهشگران اقدام کنند. افراد درصورتی‌که در این سامانه پروفایل مشخصات فردی ندارند ابتدا باید ثبت‌نام کرده و سپس به‌وسیله نام کاربری (Email) رمز عبور اعطا شده وارد سامانه شوند. پس از ورود در بخش ارسال طرح جدید می‌توانند از کارتابل پژوهش عمیق شرکت‌های دانش‌بنیان اقدام به ارسال طرح کنند.

پژوهشگران پس از مطالعه توضیحات فراخوان و آیین‌نامه‌های مربوطه در پورتال بنیاد علم، در صورت داشتن هر گونه ابهام یا سؤال در خصوص فرایند ارسال طرح، شرایط و محتوای علمی فراخوان می‌توانند از پروفایل خود در سامانه کایپر با کارگروه دانش‌بنیان از طریق تیکت، یا با ایمیل amini.m@insf.org سؤالات خود را مطرح کنند و یا با شماره تلفن ۰۲۱۸۲۱۶۱۱۵۰(آقای جندیلی) تماس بگیرند.