حمل داروهای ضد سرطان به سلول های تومور توسط نانوذرات

محققین دانشگاه میشیگان با استفاده از فناوری نانو توانستند داروی قوی شیمی درمانی را به درون سلول های تومور وارد كنند. بدین ترتیب اثر ضد سرطانی دارو افزایش یافته و عوارض جانبی سمی آن كاهش می یابد.

نتایج مطالعات قبلی انجام شده در كشت سلول نشان داده است كه با چسباندن داروی ضد سرطان به نانوذرات می توان بطور هدفمند دارو را به سلول های تومور رسانده و پاسخ درمانی را افزایش داد.

در حال حاضر محققین دانشگاه میشیگان اثر بخشی این روش درمانی را كه مبتنی بر فناوری نانوست، در حیوانات به اثبات رسانده اند.

دكتر R. Baker، استاد نانوفناوری بیولوژی از دانشگاه میشیگان سرپرستی این گروه را به عهده دارد. به گفته وی این مطالعه برای اولین بار نشان داده است كه یك داروی متصل به نانوذرات عملا از جریان خون خارج شده، به درون سلول های سرطانی تمركز یافته و اثر بیولوژیك خود را بر سلول های سرطانی حیوانات اعمال می نماید.

دكتر Baker كه مدیریت انستیتو نانوفناوری علوم بیولوژیك و پزشكی میشیگان را نیز بر عهده دارد اظهاری می نماید كه ‹‹ما بسیار خرسند هستیم كه با استفاده از فناوری نانو می توان بطور قابل توجهی درمان سرطان را بهبود بخشید››. وی در ادامه افزود ‹‹با هدف گیری مستقیم داروها به سوی سلول های سرطانی میزان دریافت این داروها توسط سلول های طبیعی كاهش می یابد. با افزایش اندكس درمانی داروهای ضد سرطان، ما امیدواریم  كه بتوان سرطان را به یك بیماری مزمن و قابل كنترل تبدیل نمود››. نتایج مطالعات این گروه در مجله Cancer Research به چاپ رسیده است.

حامل دارورسانی به كار گرفته شده در این تحقیق یك ملكول پلیمری سنتتیك از نوع دندریمرها می باشد. این دندریمرها با قطر كمتر از 5 نانومتر قادرند از منافذ بسیار كوچك موجود در غشاءهای سلولی عبور نمایند.

دندریمرها ساختاری درخت مانند دارند كه به دلیل داشتن شاخه های زیاد محققان می توانند انواع مختلف ملكول ها را به آنها متصل نمایند. محققین میشیگان در آزمایش های خود متوتروكسات را به شاخه های دندریمرها متصل نمودند. در شاخه های دیگر عوامل فلورسانس جهت تصویر برداری و هنچنین جزء اصلی دیگر مورد نیاز یعنی اسید فولیك را متصل نمودند.

اسید فولیك، یا فولات، ویتامین مهمی است كه برای عملكرد سلول های سرطانی مورد نیاز است. اما به نظر می رسد كه سلول های سرطانی بیش از حد به این ویتامین نیاز دارند. برای این كه سلول های سرطانی بتوانند تا حد ممكن این ماده را دریافت نمایند محل های خاصی تحت عنوان گیرنده های فولات بر روی سطح آنها مشخص شده است. محققین مذكور با بهره گیری از این مزیت كه سلول های سرطانی اشتهای زیادی برای فولات دارند قادرند كه از بروز مقاومت سلول های سرطانی به داروهای شیمی درمانی جلوگیری نمایند.

دكتر Baker نحوه عملكرد این فناوری را به اسب تروا شبیه می داند. وی می گوید: ‹‹ ملكول های فولات متصل به نانوذرات به گیرنده خاص خود در غشاء سلول های سرطانی چسبیده و سلول به محض چسبیدن آن را به درون خود وارد می نماید. چرا كه سلول آن را به عنوان ویتامین مورد نیاز خود شناسایی می نماید. اما در واقع سلول سرطانی با وارد نمودن فولات از طریق غشاء خود، متوتروكسات را نیز كه در واقع به عنوان سم برای آن مطرح می باشد، به فضای درون خود راه می دهد››.

در روش معمول شیمی درمانی، داروهایی مانند متوتروكسات برای ورود به درون سلول باید از غشاء انتشار یابند. این فرآیند بسیار آهسته است و به غلظت بالای دارو در فضای خارج سلولی نیاز دارد. این غلظت بالا به نوبه خود برای سلول های طبیعی زیان آور است.

انجام آزمایش بر روی موش های آزمایشگاهی كه سلول های سرطانی اپیتلیوم انسانی به آنها تزریق شده بود، نشان داد كه اثر بخشی متوتروكسات در كاهش رشد تومور به هنگام استفاده از درمانی مبتنی بر نانوذرات و اسید فولیك نسبت به كاربرد دارو به تنهایی، حدود 10 برابر موثرتر است. همچنین اثرات سمی مشاهده شده با درمان مبتنی بر نانوذرات به مراتب كمتر از درمان با داروی تنها بوده است.

Jolanta Kukowaska-Latallo یكی از محققین و مولف اول گزارش فوق می گوید: ‹‹در آزمایش های دراز مدت كه 99 روز به طول انجامید، 40-30%  موش هایی كه متوتروكسات را با نانوذرات دریافت كرده بودند، زنده ماندند. در حالی كه هیچ یك از موش هایی كه تنها متوتروكسات به آنها تجویز شده بود زنده نماندند. علت این امر را می توان به رشد بیش از حد تومور یا اثرات سمی دارو نسبت داد››. وی همچنین در ادامه افزود: ‹‹مشاهدات ما بیانگر كاهش قابل توجه رشد تومور در تمامی حیواناتی بود كه درمان هدفمند مبتنی بر نانوذرات را دریافت كرده بودند. ما توانستیم رشد تومور را در موش ها تا 30 روز به تاخیر بیاندازیم. می توان گفت كه با توجه به طول عمر موش نسبت به انسان، یك ماه برای موش معادل حدود 3 سال برای انسان است››.

محققین دانشگاه میشیگان قبل از شروع مطالعه بر روی اثرات درمانی نانوذرات به منظور تعیین محل تجمع دندریمرها در بدن، دندریمرهای حاوی مواد فلورسانس را به خون موش های آزمایشگاهی تزریق نمودند. نتایج آزمایش ها نشان داد كه كلیه موش ها به سرعت نانوذرات را از خون تصفیه نموده و از طریق ادرار دفع می نماید. هیچ شاهدی دال بر ورود آنها به مغز موش ها وجود نداشت. همچنین نانوذرات مطرح تاثیری بر سیستم ایمنی موش ها نداشتند.

محققان انستیتو نانوفناوری میشیگان در صددند كه در آینده نزدیك بتوانند حداكثر دوز درمانی متوتروكسات را در پی تجویز نانوذرات فوق در حیوانات مشخص نمایند. تعیین این دوز به همراه سایر مطالعات اولیه حیوانی برای شروع اولین مطالعات بالینی در انسان ضروی است. به گفته دكتر Baker بر طبق برنامه پیش بینی شده آزمون فاز I طی 2 سال آینده آغاز خواهد شد.

دكتر Baker همچنین اظهار داشت كه: ‹‹داروهای ضد سرطان دیگری نیز وجود دارند كه بسیار موثرند لیكن بدلیل سمیت بالا در حال حاضر قابل استفاده نمی باشند. چنانچه این داروها را بتوان با سامانه هدفمند نانوذره ای طراحی شده تجویز نمود، احتمال آن وجود دارد كه با غلبه بر مشكل سمیت آنها، طیف گسترده ای از عوامل ضد سرطان جدید برای مصارف انسانی مطرح گردند››.

    پیش بینی می شود كه محققین با به كارگیری سایر عوامل درمانی به همراه ملكول های مختلف بتوانند سلول های مختلف سرطانی را مورد هدف قرار دهند.