نانوذراتی که می‌توانند درمان امیدبخش سرطان باشند

به گزارش خبرگزاری صدا وسیما، درمان‌های سرطان در حال حاضر به جراحی، پرتودرمانی و شیمی‌درمانی محدود می‌شوند. هر سه روش، خطر آسیب به بافت‌های طبیعی یا ریشه‌کنی ناقص سرطان را به همراه دارند. نانوفناوری، روشی برای هدف قرار دادن مستقیم و گزینشی سلول‌های سرطانی با روش‌های شیمی‌درمانی، بهبود جراحی تومورها، افزایش اثربخشی روش‌های درمانی مبتنی بر پرتو و سایر روش‌های درمانی کنونی به شمار می‌رود. همه این روش‌ها می‌توانند به کاهش خطر برای بیمار و افزایش احتمال بقای او کمک کنند.

پژوهش در مورد درمان سرطان با کمک فناوری نانو، فراتر از دارورسانی و ارائه درمان‌های جدید در دسترس، تنها با استفاده از خواص نانومواد گسترش می‌یابد. اگرچه نانوذرات در مقایسه با سلول‌ها کوچک هستند، اما آنقدر بزرگ هستند که بتوانند بسیاری از ترکیبات مولکولی کوچک را در خود محصور کنند.

توسعه یکپارچه نانوذرات جدید و ترکیبات دارویی فعال، امکان کاوش در مجموعه گسترده‌تری از مواد فعال را فراهم می‌کند. علاوه بر این، محموله‌های ایمنی‌درمانی و پوشش‌های سطحی، به عنوان کمکی برای پرتودرمانی و شیمی‌درمانی مبتنی بر نانوذرات و همچنین به عنوان درمان‌های مستقل مورد بررسی قرار می‌گیرند. راهبرد‌های نوآورانه، طراحی نانوذرات را به عنوان عوامل تحریک‌کننده ایمنی در بر می‌گیرد که از معماری نانوساختار برای فعالیت ضد تومور پایدار استفاده می‌کنند.

نانوفناوری چگونه درمان سرطان را بهبود می‌بخشد؟

نانوفناوری با هدایت دارو‌ها برای هدف قرار دادن انتخابی سلول‌های سرطانی، شیمی‌درمانی را تقویت می‌کند و اثرات نامطلوب آن را کاهش می‌دهد. همچنین، برداشتن تومور‌ها به واسطه جراحی را با سطوح بالاتری از دقت هدایت می‌کند و کارآیی پرتودرمانی و سایر گزینه‌های درمانی کنونی را افزایش می‌دهد. نتیجه به کارگیری نانوفناوری، کاهش خطر برای بیمار و افزایش احتمال بقای او است.

دانشمندان در حال توسعه روش‌های درمانی جدید با استفاده از نانوذرات تازه کشف‌شده هستند که خواص جدیدی برای کاربرد در علم پزشکی دارند. نانوذرات اندازه کوچکی دارند و ترکیبات دارویی را در خود محصور می‌کنند. سطح نانوذرات به آن‌ها امکان می‌دهد تا رشته‌های DNA، آران‌ای، پپتید‌ها و پادتن‌ها را در خود نگه دارند.

دانشمندان در حال توسعه روش‌های درمانی جدید با استفاده از نانوذرات تازه کشف‌شده هستند که خواص جدیدی برای کاربرد در علم پزشکی دارند.

این افزودنی‌ها، به نانوذره قابلیت بیشتری می‌دهند تا اثر درمانی را بهبود ببخشد یا به هدایت آن نانوذره در یک مسیر خاص کمک می‌کنند. در نتیجه، نانوذرات حامل داروی ترکیبی، امکان درمان چندوجهی و تشخیص بهتر را تسهیل می‌کنند. خاصیت جذب انرژی نانوذرات، به آن‌ها امکان می‌دهد تا کاربرد‌های درمان را بهبود ببخشند و از مختل شدن بافت بدن بیمار جلوگیری کنند.

پژوهش در مورد کارآیی نانوذرات در حوزه سرطان‌شناسی، در حال حاضر به سرعت در حال پیشرفت است و چندین موضوع اصلی مانند توسعه نانوذرات، مواد دارویی فعال، ایجاد محموله‌های ایمنی و پوشش‌های سطحی، درمان به واسطه نانوذرات، پرتودرمانی، شیمی‌درمانی و درمان‌های مستقل را شامل می‌شود.

دارورسانی

کاربرد اصلی نانوفناوری در سرطان‌شناسی، دارورسانی است. پژوهش‌های بسیاری نشان داده‌اند که نانوفناوری می‌تواند طراحی سیستم‌های متعددی که دارورسانی را بهبود می‌بخشند و عوارض جانبی را کاهش می‌دهند، با موفقیت به سرانجام برساند. نانوفناوری، عوارض جانبی دارو‌ها را محدود می‌کند و شانس بقای بیمار را افزایش می‌دهد. همچنین، نانوفناوری به روش‌های شیمی‌درمانی امکان می‌دهد تا انتخابی‌تر باشند، زیرا در رساندن دارو‌ها به بافت‌های تومور مورد نظر کمک می‌کند. این روش‌ها، توسعه حامل‌هایی در مقیاس نانو را شامل می‌شوند که دارو را در بر می‌گیرند و به هدف خود می‌رسانند.

نمونه‌های زیادی از این نوع سیستم‌های دارورسانی وجود دارد. یکی از جدیدترین روش‌ها، برای افزایش اثربخشی دارو‌های شیمی‌درمانی در درمان سرطان روده مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج آزمایش‌های بالینی پژوهشگران آمریکایی نشان می‌دهند که سیستم دارورسانی مبتنی بر نانوذرات می‌تواند به افزایش میزان بقای بیماران مبتلا به سرطان روده کمک کند که سومین سرطان شایع در جهان است. این سیستم دارورسانی با کمک کردن به تحویل دارو‌های شیمی‌درمانی، آن‌ها را به طور مستقیم به اندام‌های بیمار می‌رساند. بررسی‌های صورت‌گرفته روی حیوانات نشان داد که این سیستم در رساندن "کپسیتابین" (Capecitabine) به سلول‌های بیمار مؤثر است؛ در حالی که به سلول‌های سالم آسیبی نمی‌رساند. این امر، عوارض جانبی مربوط به سمی بودن را کاهش داد و به افزایش کارایی دارو در کاهش فعالیت تومور انجامید.

نمونه‌های زیادی از این نوع سیستم‌های دارورسانی وجود دارد. یکی از جدیدترین روش‌ها، برای افزایش اثربخشی دارو‌های شیمی‌درمانی در درمان سرطان روده مورد استفاده قرار گرفته است.

پژوهش‌های اخیر، کارآیی نانوحامل‌ها را در ارائه دارو‌های جایگزین و مبتنی بر گیاهان نشان داده‌اند. دانشمندان" دانشگاه مرکز فلوریدا" (UCF)، یک درمان هدفمند جدید را برای "سرطان پستان سه‌گانه منفی" (TNBC) ارائه داده‌اند که از نانوحامل‌ها برای رساندن "گامبوژیک اسید" (gambogic acid) به اهداف خاص استفاده می‌کند. بررسی‌ها نشان داده‌اند که این روش جدید، در تقویت اثر ضد سرطانی گامبوژیک اسید و محدود کردن آسیب به بافت سالم موثر بوده است. در نتیجه، استفاده از گامبوژیک اسید ممکن است به عنوان یک گزینه درمانی موثرتر برای درمان سرطان پستان سه‌گانه منفی ظاهر شود.

تقویت ایمنی‌درمانی با نانوفناوری

یکی دیگر از زمینه‌های دلگرم‌کننده نانوفناوری در حوزه سرطان‌شناسی، استفاده از آن در تقویت ایمنی‌درمانی است. اگرچه ایمنی‌درمانی پیشتر به عنوان یک گزینه درمانی هیجان‌انگیز و بسیار مؤثر برای انواع گوناگون سرطان شناخته شده است، اما تعداد بیمارانی که به ایمنی‌درمانی پاسخ مثبت می‌دهند، کم است و تنها حدود ۱۵ درصد از بیماران نسبت به آن واکنش مثبت نشان می‌دهند. این امر، به روش‌های چندگانه فرار ایمنی تومور مرتبط است.

برای کمک به تقویت اثربخشی سیستم ایمنی در برابر سرطان، از نانوفناوری برای مدیریت کنترل سیستم ایمنی استفاده می‌شود. پژوهش‌های اخیر نشان داده‌اند که نانوذرات و مواد زیستی به دانشمندان امکان می‌دهند تا دارورسانی و محل ترکیبات تعدیل‌کننده ایمنی را کنترل کنند و پاسخ‌هایی را ایجاد کنند که با تجویز همان ترکیبات در یک محلول، قابل افزایش نیستند.

ایمنی‌درمانی برای درمان سرطان، از سیستم ایمنی برای مقابله با سرطان استفاده می‌کند و از آزمایشگاه به مرحله بالینی منتقل شده است. با وجود این، به رغم نتایج درمانی عالی در برخی از سرطان‌ها، استفاده منظم از روش‌های ایمنی‌درمانی سرطان، محدودیت‌های عمده‌ای را نشان می‌دهد.

پژوهشگران "دانشگاه یوهانس گوتنبرگ" (Johannes Gutenberg University Mainz) آلمان، گزارش‌های نوآورانه و راهبرد‌های جدیدی را ارائه داده‌اند که نانوفناری و ایمنی‌درمانی سرطان را با موفقیت ترکیب می‌کنند. همچنین، آن‌ها بینشی را در مورد چگونگی استفاده از درمان‌های مبتنی بر نانوذرات برای بهبود پاسخ‌دهی به درمان، کاهش سمیت ناخواسته و غلبه بر اثرات نامطلوب ارائه داده‌اند.

نانوفناوری و پرتودرمانی

پرتودرمانی برای حدود نیمی از بیماران سرطانی، در برخی از مراحل درمان انجام می‌شود. پرتودرمانی با قرار دادن بیمار در معرض تابش پرانرژی، در کاهش اندازه تومور‌ها موثر است. با وجود این، پرتو می‌تواند به سلول‌های سالم نیز آسیب برساند. دانشمندان روی تقویت اثر پرتودرمانی و همچنین توسعه پرتو‌های الکترومغناطیسی جدید کار کرده‌اند. ترکیب نانوفناوری و پرتودرمانی ممکن است نتایج موثرتری نسبت به پرتودرمانی صرف داشته باشد.

پژوهشگران "دانشگاه علم و فناوری هواژونگ" (HUST) چین، مکانیسم‌های مقاومت در برابر پرتو از جمله عوامل ذاتی سلول تومور و همچنین ریزمحیط تومور را بررسی کردند. آن‌ها در مورد حساس‌کننده پرتوی مبتنی بر نانوفناوری در درمان "گلیوبلاستوما" (GBM) تحقیق کردند و چالش‌های این حوزه را مورد بررسی قرار دادند. آن‌ها چشم‌اندازی را برای آینده نانوحساس‌کننده‌های پرتویی ارائه داده‌اند. این داده‌ها نشان می‌دهند که نانوفناوری، پتانسیل مقابله با بسیاری از چالش‌های بالینی را دارد و نانومواد زیستی می‌توانند به نسل بعدی حساس‌کننده‌های پرتودرمانی برای درمان گلیوبلاستوما تبدیل شوند.

داده‌ها نشان می‌دهند که نانوفناوری، پتانسیل مقابله با بسیاری از چالش‌های بالینی را دارد و نانومواد زیستی می‌توانند به نسل بعدی حساس‌کننده‌های پرتودرمانی برای درمان گلیوبلاستوما تبدیل شوند.

پژوهشگران "کالج ترینیتی دوبلین" (Trinity College Dublin)، از نانوذرات طلا برای تقویت واکنش ایمنی در موش‌ها استفاده کردند. آن‌ها در این پژوهش، روش‌هایی را بررسی کرده‌اند که نانوذرات طلا با استفاده از آن‌ها می‌توانند بر انواع سلول‌ها تأثیر بگذارند.

پژوهشگران "دانشگاه اوترخت" (University of Utrecht) هلند، یک سیستم دارورسانی مبتنی بر نانوذرات ابداع کرده‌اند که می‌توانند دارو‌های بیماری‌هایی مانند سرطان را مستقیما به سلول‌های مورد نظر برسانند. آن‌ها امیدوارند که این روش در آینده، کاربرد‌هایی نیز در پزشکی ترمیمی داشته باشد.

شیمی‌درمانی با کمک نانوذرات

استفاده از نانوفناوری در درمان سرطان برای بهبود دارورسانی و کاهش سمیت شیمی‌درمانی، از طریق هدف‌گیری انتخابی و تحویل این دارو‌های ضد سرطان به بافت‌های تومور صورت می‌گیرد. مزیت این روش این است که می‌تواند شاخص کلی درمان به واسطه دارو را از طریق نانوذراتی که درمان شیمیایی در آن‌ها محصور می‌شود، افزایش دهد. این قابلیت تا اندازه زیادی به دلیل اندازه قابل تنظیم و خواص سطح نانوذرات است. اندازه، یک عامل اصلی در ارائه درمان‌های مبتنی بر نانوفناوری به بافت‌های تومور محسوب می‌شود. تحویل انتخابی درمان با کمک نانوذرات عمدتا به هدف‌گیری تومور‌ها از طریق نفوذپذیری بستگی دارد. زمان یا محل انتشار دارو را می‌توان با بررسی عواملی مانند پی‌اچ، گرما یا با ترکیب مواد کنترل کرد.

بسیاری از گروه‌های پژوهشی در حال حاضر، برای توسعه پلتفرم‌های تحویل دارو مبتنی بر نانومواد تلاش می‌کنند که سمیت دارو‌های شیمی‌درمانی را کاهش می‌دهند و اثربخشی کلی آن‌ها را بالا می‌برند. پژوهشگران مرکز نانودرمانی "دانشگاه واشنگتن" (Washington University)، در حال توسعه راهبردی هستند که سمیت روش‌های شیمی‌درمانی را که در حال حاضر اثربخشی درمان را برای بیماران مبتلا به "مولتیپل میلوما" (Multiple myeloma) محدود می‌کند، از بین می‌برد. این راهبرد، برای استفاده در مغز استخوان طراحی شده که معمولا برای منابع تشعشع خارجی، غیرقابل دسترس است.

پژوهشگران "دانشگاه ام. آی. تی" (MIT) و "بیمارستان زنان بریگام" (Brigham and Women's Hospital) در بررسی مشترکی نشان داده‌اند که نانوذرات می‌توانند دارو را ذخیره کنند و آن را به سلول‌های سرطان پروستات انتقال دهند. هنگامی که سلول‌ها نانوذرات را جذب می‌کنند، دارو در آن‌ها منتشر می‌شود و به شکل فعال خود درمی‌آید. این پژوهش نشان می‌دهد که نانوذرات حامل دارو، سلول‌های سرطانی را کارآمدتر از کاربرد دارو به تنهایی از بین می‌برند.

پژوهش "دانشگاه جیائو تونگ شانگهای" (SJTU)، در آزمایشی که به مدت ۹ روز روی موش‌ها انجام شد، نشان داد که دارورسانی هدفمند با کمک نانوذرات می‌تواند اندازه تومور را کاهش دهد و شیمی‌درمانی را به صورت کارآمد انجام دهد.

محدودیت‌های درمان با نانوذرات

پژوهش‌ها نشان می‌دهند که کاربرد نانوذرات برای درمان سرطان در آینده بسیار امیدوارکننده خواهد بود، اما باید به نکاتی در مورد این موضوع توجه داشت. توانایی نفوذ نانوذرات باید تقویت شود تا آن‌ها به عمق سلول‌ها نفوذ کنند و دارورسانی به صورت کارآمد صورت بگیرد.

از آنجا که نانوذرات با عوامل گوناگونی بارگذاری و اصلاح می‌شوند، پیچیدگی ساخت و تولید در مقیاس مورد نظر، موانعی هستند که کاربرد آن‌ها در مراکز درمانی را با مشکل مواجه می‌کنند. برای حل کردن این گونه مشکلات، تلاش‌های زیادی برای کشف یک روش قوی، ساده و مقرون‌به‌صرفه صورت گرفته است تا ساخت نانوذرات چندمنظوره امکان‌پذیر شود که می‌توان آن‌ها را در مراکز درمانی مورد استفاده قرار داد.

ایمنی زیستی، مهم‌ترین موضوع برای بیماران است. با وجود این، آن دسته از مواد آلی یا معدنی معرفی شده برای بارگذاری در نانوذرات ممکن است در بلندمدت به بروز سمیت در بدن منجر شوند. در نتیجه، حامل‌های طبیعی مانند پروتئین‌ها، اسید‌ها و عوامل غیر سمی باید برای طراحی نانوذرات به کار بروند. علاوه بر این، استفاده از روش‌های متعدد برای ارزیابی سمیت نانوذرات درمانی می‌تواند ایمنی زیستی را در کاربرد آن‌ها تضمین کند.

اگرچه کاربرد نانوذرات با محدودیت‌هایی همراه است، اما با توجه به این واقعیت که درمان با کمک نانوذرات می‌تواند تومور را به طور چشمگیری از بین ببرد و تمرکز پژوهشگران در این زمینه افزایش یافته است، می‌توانیم اطمینان داشته باشیم که نانوذرات در سال‌های آینده به طور فزاینده‌ای در مراکز درمانی استفاده شوند.