درمان تومور سرطان با نانو ذرات

به گزارش خبرنگار «نبض فناوری»  امروزه فناوری نانو در تمام حوزه‌ها ورود پیدا کرده است تا جاییکه این فناوری در بخش درمان بیماری سرطان کاربردی شده است. باید به این نکته کلیدی اشاره کرد و افزود:سرطان به عنوان یکی از علل اصلی مرگ و میر و ناتوانی در سراسر جهان، یک چالش بین رشته‌ای مداوم برای جامعه علمی است. از آنجایی که درمان‌هایی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند ممکن است با محدودیت‌هایی از نظر کارایی و اثرات نامطلوب مواجه شوند. تحقیقات مستمر به سمت غلبه بر چالش‌های موجود و یافتن جایگزین‌های خاص و امن‌تر هدایت شده است.

شیمی درمانی یکی از رایج‌ترین گزینه‌های درمانی در مبارزه با سرطان است. شیمی درمانی می‌تواند به تنهایی یا در رویکرد‌های ترکیبی همراه با رادیوتراپی، جراحی یا درمان‌های کمکی برای ایجاد پاسخ‌های ضد توموری موثر مورد استفاده قرار گیرد. به طور خاص، دارو‌های شیمی درمانی برای مهار تکثیر سلولی و تکثیر تومور، جلوگیری از تهاجم سرطان و بروز متاستاز تجویز می‌شوند. با این وجود مکانیسم اثر عوامل شیمی درمانی نیز مسئول عوارض جانبی آن‌هاست. این عمدتاً به دلیل عدم اختصاصی بودن دارو‌هایی است که نمی‌توانند بین سلول‌های سرطانی و سایر سلول‌های طبیعی که به سرعت تکثیر می‌شوند (مانند مغز استخوان، دستگاه گوارش، فولیکول‌های مو) تمایز قائل شوند.

علاوه بر این، ویژگی نامطلوب، حلالیت ضعیف در آب و گردش خون کوتاه دارو‌های ضد سرطان بیشتر در حضور غلظت‌های کم دارو‌های شیمی‌درمانی در محل تومور منعکس می‌شود و نیاز به تجویز دوز‌های بالا را تحمیل می‌کند. علاوه بر این، مشاهده شده است که اثربخشی دارو در طول زمان با ایجاد مقاومت شیمیایی کاهش می‌یابد. بنابراین، گزینه‌های درمانی مکمل باید همراه با شیمی درمانی استفاده شود تا نتایج درمانی آن بهبود یابد. یکی از نمونه‌های درمان اغلب پرتودرمانی است. به طور خاص، رادیوتراپی می‌تواند برای از بین بردن سلول‌های سرطانی که قبلاً توسط شیمی‌درمان‌ها حساس شده بودند، استفاده شود. با این حال، تابش بر بافت‌های طبیعی نیز تأثیر می‌گذارد و منجر به بروز عوارض جانبی بلافاصله یا بلافاصله پس از درمان رادیوتراپی می‌شود. بنابراین، درمان‌های مرسوم سرطان ممکن است با بسیاری از اثرات نامطلوب خارج از هدف، از جمله کاهش اشتها، کم خونی، خونریزی داخلی، خستگی و ریزش مو همراه باشد.
نانومواد بر پایه کربن
با توجه به نسبت سطح به جرم بالای آن‌ها، ظرفیت بارگذاری بالا، و توانایی آن‌ها برای اتصال مولکول‌های آبگریز از طریق برهمکنش‌های π-π، نانومواد مبتنی بر کربن (CNMs) وسیله نقلیه جذابی برای تحویل داروها، ژن‌ها و پروتئین‌ها به مکان‌های خاص هستند. CNM‌ها همچنین خواص نوری خاصی را از خود نشان می‌دهند، زیرا ساختار کربن گرافیتی به آن‌ها قابلیت جذب قوی در محدوده مادون قرمز نزدیک می‌دهد. علاوه بر این، CNM‌ها زیست سازگار هستند، فاقد ایمنی زایی هستند و دارای شیمی سطحی چند منظوره هستند، که آن‌ها را برای طراحی کامپوزیت‌هایی با قابلیت هدف گیری، سمیت بسیار کم و کارایی دارویی بالا محبوب می‌کند.
نانومواد مبتنی بر فلز
نانوذرات فلزی همچنین به دلیل یک سری مزایا، از جمله اندازه و شکل نسبتاً باریک توزیع، دوره فعالیت طولانی، پتانسیل برای عملکرد سطح متراکم، و توانایی بازسازی TME با تغییر شرایط نامطلوب، علاقه قابل توجهی را برای توسعه سیستم‌های هدف تومور به خود جلب کرده‌اند. در این زمینه، بسیاری از مطالعات in vitro و in vivo استفاده از نانوذرات فلزی را در برابر انواع مختلف سرطان‌ها، با بهره‌برداری از توانایی رهش کنترل‌شده آن‌ها تحت انبوهی از محرک‌های داخلی و خارجی بررسی کرده‌اند.
لیپوزوم‌ها
لیپوزوم‌ها یکی از ساختار‌های مورد تحقیق برای توسعه حامل‌های دارویی مؤثر هستند. ساختار منحصر به فرد آن‌ها، با یک هسته آبی و یک لایه دوگانه فسفولیپید‌های اطراف، به آن‌ها اجازه می‌دهد تا دارو‌های آبدوست و آبگریز را ارائه کنند. لیپوزوم‌ها خواص مفید دیگری نیز ارائه می‌دهند، از جمله زیست سازگاری، کپسوله سازی موثر دارو، توانایی کنترل اندازه آن‌ها و سهولت عملکرد. با این حال، لیپوزوم‌ها دارای نیمه عمر گردش خون کوتاهی هستند که می‌توان با PEGylation بر آن غلبه کرد. سهولت اصلاح سطح همچنین امکان ایجاد نانوذرات چند منظوره مبتنی بر لیپوزوم با توانایی هدف‌گیری افزایش یافته با توجه به مکان‌های تومور را فراهم می‌کند.
Micelles
Micelles دسته دیگری از نانوحامل‌ها با کارایی ترانوستیک امیدوارکننده هستند. این مواد ساختار‌های سه بعدی خود مونتاژ شده، لانه زنبوری مانند در فاز کریستالی مایع مکعبی دوپیوسته هستند که خواص سودمندی را برای توسعه سیستم‌های تحویل پیشرفته ارائه می‌دهند. این ویژگی‌های سودمند شامل یک سطح بزرگ است. بنابراین، جای تعجب نیست که کوبوزوم‌ها توجه علمی فزاینده‌ای را برای ساخت وسایل نقلیه هدف‌دار تومور با ساختار‌های مکعبی داخلی، ترکیبات و روش‌های بارگیری دارو دریافت کرده‌اند.
نانوذرات لیپیدی
نانوذرات لیپیدی، در اشکال مختلف خود (مانند نانوذرات جامد-لیپیدی، کمپلکس‌های لیپیدی-دارویی، حامل‌های لیپیدی نانوساختار، ترکیبات پلیمری-لیپیدی)، ویژگی‌های جذابی برای ایجاد نانوسیستم‌های هدف گیری تومور با کاربرد‌های مختلف دارند. از مزایای نانوذرات لیپیدی می‌توان به زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری، حامل‌های کلوئیدی در دسترس زیستی، آماده سازی از طریق تکنیک‌های ساده و ایمن، کپسوله سازی مطلوب دارو، آزادسازی محموله پایدار و کنترل شده و امکان هدف گیری فعال اشاره کرد.
میسل
میسل‌ها دسته دیگری از نانومواد را برای توسعه روش‌های موثر هدف گیری تومور برای مدیریت سرطان نشان می‌دهند. مشخصه این نانوساختار‌ها ساختار پوسته هسته‌ای است که از طریق خودآرایی کوپلیمر‌های بلوک آمفیفیلیک در یک محلول آبی ایجاد می‌شود که می‌تواند حلالیت قسمت‌های حمل شده را بهبود بخشد، کارایی درمانی دارو‌ها را تقویت کند و اثرات نامطلوب آن‌ها را بر بافت‌های سالم کاهش دهد. برای درمان سرطان، بسیاری از میسل‌های هوشمند که به محرک‌های داخلی یا خارجی پاسخ می‌دهند، برای تحویل دارو به بافت‌های تومور ایجاد شده‌اند.
اگزوزوم‌ها
مطالعات اخیر شروع به بررسی اگزوزوم‌ها به عنوان نانومواد زنده برای تشخیص و درمان سرطان کرده‌اند. این نانوساختار‌ها ذرات درون زا هستند که توسط سلول‌های مختلف ترشح می‌شوند و توسط سلول‌های گیرنده جذب می‌شوند، که ویژگی‌های ساختاری و ترکیبی منحصربه‌فردشان سمیت سلولی کم و توانایی غلبه بر موانع بیولوژیکی و فرار از نظارت ایمنی را به آن‌ها می‌دهد. اگزوزوم‌ها می‌توانند اسید نوکلئیک محصور شده، پروتئین‌ها یا سایر عوامل درمانی را تثبیت کنند.
مواد مختلفی از جمله نانومواد مبتنی بر کربن، نانومواد مبتنی بر فلز، فرمول‌های لیپوزومی، مکعب‌ها، نانوذرات لیپیدی، نانوذرات پلیمری، میسل‌ها، نانومواد ویروس‌مانند و مبتنی بر ویروس، اگزوزوم‌ها و حتی نانوساختار غشای سلولی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. این ذرات نانو اندازه ممکن است به عنوان وسیله نقلیه موثر و کارآمدی برای تعداد زیادی از دارو‌های شیمی درمانی، اسید‌های نوکلئیک، بخش‌های تصویربرداری، حساس‌کننده‌های نور، عوامل گرمازایی و سایر مولکول‌های زیستی عمل کنند.