تقابل داروی هوشمند و بدن باهوش

چندی پیش پیامی در شبکههای اجتماعی منتشر شد که حرف دل بسیاری از خوانندگانش بود. «شعوری که استامینوفن واسه تسکین دردای آدم داره، خیلی از آدما ندارن!» آیا واقعاً استامینوفن دارویی باشعور محسوب میشود؟ در واقع استامینوفن حتی التهابی که درد از آن ناشی میشود را هم تسکین نمیدهد. بلکه سبب میشود مغز ترکیباتی که باعث احساس درد میشوند را آزاد نکند. در نتیجه بدون رفع منشأ درد، صرفاً حس درد به حالت سکوت درمیآید. اما توانایی همه داروها، به قابلیتشان در سرکوب درد ختم نمیشود. داروییهایی که جنبه درمان دارند از به اصطلاح شعور یا هوشمندی بالاتری برخوردارند.
به گزارش ستاد ترویج و ارتباطات بنیاد علم و فناوری مصطفی(ص)، ورود دارو به بدن از راههای مختلفی اعم از بلعیدن، استنشاق و مجاری تنفسی، تزریق و جذب پوستی صورت میگیرد. فارغ از نحوه ورود، سفر دارو در بدن چیزی شبیه تجربه دانشآموزانی است که در انیمیشن سفرهای علمی سوار اتوبوسی میشدند تا به گردش علمیشان برسند. طراحی جنس و ماهیت اتوبوسی که داروها سوارش میشوند و همچنین چگونگی به مقصد رساندن آنها، به فرایندی تحت عنوان «دارورسانی» موسوم است. سفر بسیاری از داروها از طریق دستگاه گردش خون صورت میگیرد. همه حاملها مجوز عبور از رگ و ورود به دستگاه گردش خون را ندارند و اغلب داروها باید ابتدا به کبد رفته و پس از تغییراتی، وارد گردش خون شوند.
ساختار دارو طوری طراحی میشود که بتواند به گیرندههایی که روی سلولهای مقصد وجود دارند متصل شود تا عملکرد لازم را ایفا کند. اما داستان به همین سادگی نیست. همه دوز مصرفی دارو صرفاً با یکبار گردش خون در بدن، به مقصد نمیرسد. بلکه دارو باید بارها رگهای بدن را طی کند و هر بار بخشی از آن به گیرندهاش میرسد.
در این میان به جز سلولهای مقصد، سلولهای دیگری هم وجود دارند که گیرندههایی به نسبت مشابه با گیرنده اصلی دارو دارند. لذا تعدادی از این مسافران سرگردان، به جای رسیدن به مقصد اصلی، به این گیرندهها متصل میشوند و همین امر سبب ایجاد عوارض جانبی برای داروها میشود؛ عملکردهایی ناخواسته که نمیتوان از بروز آنها جلوگیری کرد. بخشی از دارو نیز رفتهرفته در دستگاه گردش خون متلاشی شده و بخش دیگری نیز کمکم از دستگاه گردش خون وارد مثانه شده و توسط ادرار دفع میشود.
دارورسانی هوشمند؛ افزایش شعور داروها
روشهای سنتی دارورسانی دارای معایبی نظیر ناپایداری، ریسک جابجایی دارو، انتشار کنترل نشده، تحریک و درد و جذب آهسته هستند. برای همین از اواخر دهه 1970، پای استفاده از نانوذرات با ابعاد 1 تا 100 نانومتر، به دنیای زیست و دارو باز شد و حوزهای به نام پزشکی نانو و شاخه «دارورسانی هوشمند» شکل گرفت تا بتواند فرایند دارورسانی را دقیقتر و کم عارضهتر کند.
با استفاده از نانوذرات میتوان اتوبوسی بسیار هوشمند به نام نانوحامل برای رساندن دارو به محل هدف طراحی کرد. اتوبوسی که دارو را نه تنها تا مرز رگ و ورود به جریان خون، بلکه تا رسیدن به سلول هدف نیز همراهی میکند. در دارورسانی هوشمند از نانوحاملهایی نظیر نانوذرات مایع، محفظههای بسیار ریز چربی (لیپوزوم)، ساختار دندریمر که مولکولی متقارن است و در آن اتم یا گروهی از اتمها توسط شاخههای متقارن دربرگرفته شده که خواص فیزیکی و شیمیایی خاصی به آن میدهد، استفاده میشود. این نانوحاملها که دارو را در برگرفته، از طریق اتصال ساختار مکمل با گیرندههای سطح سلول هدف، به این سلول وارد شده و بسته به محل آزادسازی در نظر گرفته شده برای دارو، در فضای داخل سلول (سیتوپلاسم) یا درون اندامکهای درون سلول، تخلیه میشوند.
اتوبوسی هوشمند برای مقابله با قاتل خاموش
از دیابت با نام بیماری خاموش که حتی میتواند به قاتلی خاموش بدل شود، یاد میشود. در این بیماری بدن یا به میزان کافی انسولین نمیسازد یا نمیتواند بهطور کارآمد از انسولینی که دارد استفاده کند. انسولین هورمونی است که در بدن توسط لوزالمعده ساخته شده و میزان قند خون را تنظیم میکند. لذا افراد مبتلا به دیابت نیازمند مصرف روزانه انسولین هستند.
مبتلایان به این بیماری با استفاده از دستگاهی به نام گلیکومتر میزان قند خون خود را میسنجند و سپس برای تزریق انسولین اقدام میکنند. این فرایند هم نیازمند سوزن زدن به نوک انگشت برای گرفتن نمونه خون لازم جهت تست قند خون و سپس تزریق انسولین است.
با توجه به اینکه دیابت علاوه بر وراثت، میتواند با سبک زندگی ناسالم، عدم تحرک و چاقی نیز ایجاد شود، آمار مبتلایان به این بیماری در سالهای اخیر افزایش چشمگیری داشته است و برای بسیاری از افراد علیالخصوص کودکان مبتلا به دیابت، فرایند سنجش قند و تزریق انسولین، فرایندی سخت و دردناک است.
همین امر سبب شد که پای دارورسانی هوشمند به بحث مواجهه با دیابت باز شود. در سال 2003 جکی یینگ رئیس و موسس موسسۀ مهندسی زیستی و فناوری نانو (IBN) سنگاپور و عضو هیئت علمی موسسۀ فناوری ماساچوست ((MIT، نتایج تلاش تیمش برای ساخت نانوحاملی جهت دارورسانی هوشمند انسولین را منتشر کرد. آنها با استفاده از نانوذرات، حاملی حساس یه قند خون طراحی کردهاند که انسولین را مانند کپسولی دربرمیگیرد. این نانوذرات میتوانند به صورت خوراکی یا از راه مجاری بینی، بدون هیچگونه درد و خونریزی، وارد بدن شده و خود را به گردش خون برسانند. با افزایش قند خون، ماده حساس به قندی که در این ساختار به کار رفته آن را تشخیص میدهد و انسولین درونش را آزاد میکند. یینگ برای این دستاورد موفق شد یکی از برگزیدگان نخستین دوره جایزه مصطفی(ص) باشد.
آینده هوشمند
یینگ و تیمش در IBN بیش از 400 اختراع داشتهاند که 80 مورد آن جنبه تجاری نیز پیدا کرده است. علاوه بر کشت سلول در اندازة کوچک برای بررسی دارو، کیتهای تشخیص برای بیماریهایی نظیر تب دانگ و آنفلوآنزا و همچنین ریزغربال جهت تشخیص سلولهای سرطانی متحرک، درمان سرطان با بهرهگیری از ابزار نانو نیز از پروژههای او در IBN است. وی همچنین در زمان همهگیری کووید 19 جزو پیشگامان طراحی ابزاری برای تشخیص سریع بیماری بود. یینگ فناوری نانو را ابزاری قدرتمند برای کمک به دارورسانی، مهندسی بافت و تشخیص بیماری میداند و هدف او ارتقای جهان با بهکارگیری این فناوری است. امید است که با تلاشهای او و دیگر محققان این حوزه، دارورسانی هوشمند بتواند در مواجهه بدن هوشمند با بیماریها، به کمک آن بشتابد.