کشف داروی ضدسرطان توسط دانش‌آموزان مقطع راهنمایی در فضله غاز
در حرکتی فوق‌العاده به سوی علم بیومدیکال، گروهی از دانش‌آموزان مقطع راهنمایی شیکاگو به کشف ترکیبی کمک کردند که پتانسیل کاهش رشد سلول‌های ملانوما و سرطان تخمدان را نشان می‌دهد.
این پیشرفت به عنوان بخشی از یک برنامه ۱۴ هفته‌ای علوم کاربردی بود که با هدف کاهش نابرابری‌ها در آموزش STEM با فروبردن دانش‌آموزان کم‌نمایان در تحقیقات علمی واقعی طراحی شده بود.
این ابتکار توسط محققان دانشگاه ایلینوی در شیکاگو (UIC) رهبری شده و با همکاری با باشگاه محلی پسران و دختران، دانش‌آموزان مقطع راهنمایی را در ارزیابی تحقیقات آنتی‌بیوتیکی پیشرفته مشارکت داده است. از جمله یافته‌های قابل توجه آن‌ها، یک سویه باکتری از منبعی غیرمنتظره بوده است: فضله غازها در دریاچه گارفیلد پارک.
این باکتری که بعدها به نام Pseudomonas idahoensis شناسایی شد، ترکیبی جدید تولید کرد که به دلیل کاربردهای بالقوه بیومدیکالی آن مورد توجه دانشمندان قرار گرفته است.
برایان مورفی، دانشمند اصلی برنامه و رئیس آزمایشگاه UIC که بر روی آنتی‌بیوتیک‌ها از منابع طبیعی تمرکز دارد، اهداف دوگانه پروژه را بر پرورش علاقه علمی اولیه و در عین حال پیشبرد تحقیقات بیومدیکال حیاتی تأکید کرد.
رویکرد عملی به اکتشاف
دانش‌آموزان در طول پروژه نقش اساسی ایفا کردند، از جمع‌آوری نمونه‌های محیطی در محله‌های خود تا تحلیل کلونی‌های باکتری برای خواص آنتی‌بیوتیکی. یکی از نمونه‌ها—فضله غازها—Pseudomonas idahoensis را به‌دست آورد که به عنوان تولیدکننده آنتی‌بیوتیک نویدبخش بود.
با استفاده از رباتیک آزمایشگاهی، دانش‌آموزان یک روبات تخصصی را برنامه‌ریزی کردند تا کلونی‌های باکتریایی را جدا کند و بیوآسی انجام دهد، برای بررسی فعالیت ضد میکروبی. پس از شناسایی Pseudomonas idahoensis به عنوان کاندیدای نویدبخش، تیم دانشگاه تحلیل‌های پیشرفته‌ای با استفاده از رزونانس مغناطیسی هسته‌ای و طیف‌سنجی جرمی انجام دادند.
یافته‌های آن‌ها مولکولی ناشناخته پیش از این به‌نام اورفامید N را آشکار کرد که به خانواده‌ای از ترکیبات طبیعی با خواص بیولوژیکی گوناگون تعلق داشت.
اگرچه اورفامید N مسئول فعالیت ضد باکتریایی که ابتدا در بیوآسی‌ها مشاهده شد نبود، آزمایشات بیشتر نشان دادند که این توانایی را دارد تا رشد سلول‌های ملانوما و سرطان تخمدان انسانی را در کشت‌های آزمایشگاهی مهار کند.
تیم مورفی برنامه‌ریزی کرده است که بررسی کند آیا اورفامید N ممکن است فواید فارماکولوژیکی اضافی ارائه دهد یا با ترکیبات دیگر به صورت همکاری عمل کند.
یک الگوی برای علوم مبتنی بر جامعه
این همکاری اهمیت همگرایی جامعه و تحقیق پیشرفته علمی را برجسته می‌کند. با دخالت فعالانه یادگیرندگان جوان در فرآیند علمی، چنین برنامه‌هایی می‌توانند به پرورش نسل متنوعی از حرفه‌مندان STEM مهیج کمک کنند.
محققین همچنین پتانسیل تکرار این مدل را در جاهای دیگر تصدیق کرده و مطرح کردند که علم مبتنی بر جامعه می‌تواند به سؤالات تحقیقاتی فشار آورده و الهام بخشیدن به دانشمندان آینده بپردازد.
این رویکرد مشابه تلاش‌هایی چون برنامه Tiny Earth است که دانشجویان را در جستجوی آنتی‌بیوتیک‌های جدید در نمونه‌های خاکی مشارکت می‌دهد و به بحران رو به رشد مقاومت آنتی‌بیوتیکی پرداخته می‌شود. چنین پروژه‌هایی نه تنها کشف‌ها را تسریع می‌کنند، بلکه به دانش‌آموزان ارتباط ملموسی با محیطشان و جامعه علمی جهانی ارائه می‌دهند.
آموزش علوم اغلب با موانع عمده‌ای مواجه است، به‌ویژه در مدارس کم‌بودجه که دسترسی به منابع STEM با کیفیت محدود است. با ترکیب دانش‌آموزان مقطع راهنمایی در محیط تحقیق حرفه‌ای، برنامه برخی از این موانع را رفع کرده، نشان می‌دهد که همکاری‌های نوآورانه بین دانشگاه‌ها و جوامع می‌تواند به نتایج شگرفی منجر شود.
این تحقیق در مجله ACS Omega منتشر شده است.
