با فیزیک آشتی کنیم !

دكتر R. Baker، استاد نانوفناوري بيولوژي از دانشگاه ميشيگان سرپرستي اين گروه را به عهده دارد. به گفته وي اين مطالعه براي اولين بار نشان داده است كه يك داروي متصل به نانوذرات عملا از جريان خون خارج شده، به درون سلول هاي سرطاني تمركز يافته و اثر بيولوژيك خود را بر سلول هاي سرطاني حيوانات اعمال مي نمايد.

دكتر Baker كه مديريت انستيتو نانوفناوري علوم بيولوژيك و پزشكي ميشيگان را نيز بر عهده دارد اظهاري مي نمايد كه ‹‹ما بسيار خرسند هستيم كه با استفاده از فناوري نانو مي توان بطور قابل توجهي درمان سرطان را بهبود بخشيد››. وي در ادامه افزود ‹‹با هدف گيري مستقيم داروها به سوي سلول هاي سرطاني ميزان دريافت اين داروها توسط سلول هاي طبيعي كاهش مي يابد. با افزايش اندكس درماني داروهاي ضد سرطان، ما اميدواريم  كه بتوان سرطان را به يك بيماري مزمن و قابل كنترل تبديل نمود››. نتايج مطالعات اين گروه در مجله Cancer Research به چاپ رسيده است.

حامل دارورساني به كار گرفته شده در اين تحقيق يك ملكول پليمري سنتتيك از نوع دندريمرها مي باشد. اين دندريمرها با قطر كمتر از 5 نانومتر قادرند از منافذ بسيار كوچك موجود در غشاءهاي سلولي عبور نمايند.

دندريمرها ساختاري درخت مانند دارند كه به دليل داشتن شاخه هاي زياد محققان مي توانند انواع مختلف ملكول ها را به آنها متصل نمايند. محققين ميشيگان در آزمايش هاي خود متوتروكسات را به شاخه هاي دندريمرها متصل نمودند. در شاخه هاي ديگر عوامل فلورسانس جهت تصوير برداري و هنچنين جزء اصلي ديگر مورد نياز يعني اسيد فوليك را متصل نمودند.

اسيد فوليك، يا فولات، ويتامين مهمي است كه براي عملكرد سلول هاي سرطاني مورد نياز است. اما به نظر مي رسد كه سلول هاي سرطاني بيش از حد به اين ويتامين نياز دارند. براي اين كه سلول هاي سرطاني بتوانند تا حد ممكن اين ماده را دريافت نمايند محل هاي خاصي تحت عنوان گيرنده هاي فولات بر روي سطح آنها مشخص شده است. محققين مذكور با بهره گيري از اين مزيت كه سلول هاي سرطاني اشتهاي زيادي براي فولات دارند قادرند كه از بروز مقاومت سلول هاي سرطاني به داروهاي شيمي درماني جلوگيري نمايند.

دكتر Baker نحوه عملكرد اين فناوري را به اسب تروا شبيه مي داند. وي مي گويد: ‹‹ ملكول هاي فولات متصل به نانوذرات به گيرنده خاص خود در غشاء سلول هاي سرطاني چسبيده و سلول به محض چسبيدن آن را به درون خود وارد مي نمايد. چرا كه سلول آن را به عنوان ويتامين مورد نياز خود شناسايي مي نمايد. اما در واقع سلول سرطاني با وارد نمودن فولات از طريق غشاء خود، متوتروكسات را نيز كه در واقع به عنوان سم براي آن مطرح مي باشد، به فضاي درون خود راه مي دهد››.

در روش معمول شيمي درماني، داروهايي مانند متوتروكسات براي ورود به درون سلول بايد از غشاء انتشار يابند. اين فرآيند بسيار آهسته است و به غلظت بالاي دارو در فضاي خارج سلولي نياز دارد. اين غلظت بالا به نوبه خود براي سلول هاي طبيعي زيان آور است.

انجام آزمايش بر روي موش هاي آزمايشگاهي كه سلول هاي سرطاني اپيتليوم انساني به آنها تزريق شده بود، نشان داد كه اثر بخشي متوتروكسات در كاهش رشد تومور به هنگام استفاده از درماني مبتني بر نانوذرات و اسيد فوليك نسبت به كاربرد دارو به تنهايي، حدود 10 برابر موثرتر است. همچنين اثرات سمي مشاهده شده با درمان مبتني بر نانوذرات به مراتب كمتر از درمان با داروي تنها بوده است.

Jolanta Kukowaska-Latallo يكي از محققين و مولف اول گزارش فوق مي گويد: ‹‹در آزمايش هاي دراز مدت كه 99 روز به طول انجاميد، 40-30%  موش هايي كه متوتروكسات را با نانوذرات دريافت كرده بودند، زنده ماندند. در حالي كه هيچ يك از موش هايي كه تنها متوتروكسات به آنها تجويز شده بود زنده نماندند. علت اين امر را مي توان به رشد بيش از حد تومور يا اثرات سمي دارو نسبت داد››. وي همچنين در ادامه افزود: ‹‹مشاهدات ما بيانگر كاهش قابل توجه رشد تومور در تمامي حيواناتي بود كه درمان هدفمند مبتني بر نانوذرات را دريافت كرده بودند. ما توانستيم رشد تومور را در موش ها تا 30 روز به تاخير بياندازيم. مي توان گفت كه با توجه به طول عمر موش نسبت به انسان، يك ماه براي موش معادل حدود 3 سال براي انسان است››.

محققين دانشگاه ميشيگان قبل از شروع مطالعه بر روي اثرات درماني نانوذرات به منظور تعيين محل تجمع دندريمرها در بدن، دندريمرهاي حاوي مواد فلورسانس را به خون موش هاي آزمايشگاهي تزريق نمودند. نتايج آزمايش ها نشان داد كه كليه موش ها به سرعت نانوذرات را از خون تصفيه نموده و از طريق ادرار دفع مي نمايد. هيچ شاهدي دال بر ورود آنها به مغز موش ها وجود نداشت. همچنين نانوذرات مطرح تاثيري بر سيستم ايمني موش ها نداشتند.

محققان انستيتو نانوفناوري ميشيگان در صددند كه در آينده نزديك بتوانند حداكثر دوز درماني متوتروكسات را در پي تجويز نانوذرات فوق در حيوانات مشخص نمايند. تعيين اين دوز به همراه ساير مطالعات اوليه حيواني براي شروع اولين مطالعات باليني در انسان ضروي است. به گفته دكتر Baker بر طبق برنامه پيش بيني شده آزمون فاز I طي 2 سال آينده آغاز خواهد شد.

دكتر Baker همچنين اظهار داشت كه: ‹‹داروهاي ضد سرطان ديگري نيز وجود دارند كه بسيار موثرند ليكن بدليل سميت بالا در حال حاضر قابل استفاده نمي باشند. چنانچه اين داروها را بتوان با سامانه هدفمند نانوذره اي طراحي شده تجويز نمود، احتمال آن وجود دارد كه با غلبه بر مشكل سميت آنها، طيف گسترده اي از عوامل ضد سرطان جديد براي مصارف انساني مطرح گردند››.

    پيش بيني مي شود كه محققين با به كارگيري ساير عوامل درماني به همراه ملكول هاي مختلف بتوانند سلول هاي مختلف سرطاني را مورد هدف قرار دهند.