نانوذرات، سربازان هوشمند در مبارزه علیه سرطان
بیست و سومین کافهعلم جایزهی مصطفی(ص) در بیستم آبان ماه، مصادف با 14 نوامبر، روز جهانی علم در خدمت صلح و توسعه، در پارک فناوری پردیس -بزرگترین پارک فناوری کشور- برگزار شد. در این برنامه علمی، سازوکار فناوری نانو در درمان سرطان و دستاورد پروفسور امید کامرون فرخزاد، برگزیده جایزه مصطفی(ص)در سال ۲۰۲۳ به زبانی ساده با علمدوستان به اشتراک گذاشته شد.
به گزارش ستاد ارتباطات و ترویج بنیاد علم و فناوری مصطفی(ص): در این نشست علمی، دکتر سجاد قرقانی، مدیر گروه بیوانفورماتیک دانشگاه تهران، به عنوان مهمان ویژه، در گفتگو با مجری برنامه، چگونگی استفاده از نانوذرات در درمان سرطان را تبیین کرد. دستاوردهای علمی و پژوهشی پروفسور امید فرخزاد، دانشمند برجستهای که برای اثر "طراحی، توسعه و ارزیابی بالینی داروهای نوین بر پایه نانوذرات پلیمری" برگزیده جایزه مصطفی(ص)شده بود، محور مباحث نانویی این رویداد بود. در این گفتگو، ضمن معرفی ویژگیهای بارز نانوذرات، به چالشهای استفاده از آنها پرداخته شد.
سرطان، بحرانی جهانی که نیاز به راهحلهای نوین دارد
سرطان، این بیماری مهلک و فراگیر، همواره یکی از بزرگترین چالشهای علم پزشکی بوده است. درمانهای رایج مانند شیمیدرمانی و پرتودرمانی، هرچند تا حدی در کاهش رشد تومورها مؤثر بودهاند اما عوارض جانبی آنها کیفیت زندگی بیماران را بهطور چشمگیری کاهش میدهند.
مجری برنامه ضمن اشاره به لزوم وجود راهکار درمانی مطمئن و موثرتر برای سرطان، به چالش مقاومت دارویی اشاره کرد: ((مقاومت دارویی سلولهای سرطانی که به تدریج قادر به مقابله با درمانهای رایج سرطان میشوند، از دیگر دغدغههای پژوهشگران است؛ بنابراین، وجود درمانهای نوین، کمعارضه و مؤثرتر بیش از هر زمان دیگری ضروری به نظر میرسد.))
نانوذرات، ذراتی کوچک با پتانسیل درمانی بزرگ
نانوذرات، ذراتی با ابعاد میکروسکوپی که در مقیاس نانو (معمولا ۹-۱۰×۱ متر) قرار دارند، به دلیل ویژگیهای منحصر به فرد خود، در عرصه زیستپزشکی و به ویژه درمان سرطان، توجه ویژهای را به خود جلب کردهاند. این ذرات به دلیل اندازهی فوقالعاده کوچک و نسبت سطح به حجم بالا، قادرند خواص منحصر به فردی را بروز دهند که در درمانهای رایج قابل دستیابی نیست. به طور خاص، نانوذرات به دلیل توانایی عبور از سدهای زیستشناختی بدن و هدفگیری دقیق سلولهای سرطانی، امکان انتقال دارو به نقاط خاص بدن را فراهم میآورند؛ بدون آنکه آسیبی به بافتهای سالم وارد کنند.
دکتر قرقانی در ادامهی صحبتهای خود توضیح داد: (( برای استفاده از نانوذرات در درمان سرطان، طراحی و انتخاب نوع صحیح نانوذره امری ضروری است. این ذرات باید بتوانند از سدهای ایمنی بدن عبور کنند، دارو را بهطور مستقیم به سلولهای سرطانی رسانده و در آنجا آزاد کنند.))
طراحی هدفمند نانوذرات، کلید موفقیت درمان
سیستم بیولوژیک بدن بسیار پیچیده است و با دقت زیاد، مولکولهایی که وارد بدن میشوند را شناسایی میکند و از بین میبرد. نانوذرات دارویی نیز از این قاعده مستثنی نیستند. برای رسیدن به نقطه هدف و انجام عمل درمانی، نانوذرات باید ویژگیهایی داشته باشند که آنها را قادر به عبور از فیلترهای سیستم ایمنی کند. علاوه بر این، باید چربیدوست باشند تا بتوانند از غشای سلولی که ماهیت چربیدوستی دارد عبور کنند.
با توجه به ویژگیهای خاص نانوذرات، یکی از مهمترین چالشها در استفاده از آنها، طراحی دقیق و هدفمند این ذرات است. عملکرد نانوذرات به ویژگیهای ساختاری آنها بستگی دارد. توانایی تعامل نانوذرات با سایر مولکولهای بدن، از جمله پروتئینها، در کاهش عوارض جانبی نقش مهمی دارد. به همین دلیل، نانوذرات باید بهگونهای طراحی شوند که قادر به شناسایی و حمل دارو به محل دقیق سرطان باشند، بدون آنکه به بافتهای سالم آسیب برسانند. به عنوان مثال، در بسیاری از انواع سرطانها، سلولهای سرطانی محیطی اسیدی دارند که میتواند نقطهی آغاز فرایند آزادسازی دارو باشد. علاوه بر این، نانوذرات باید بهگونهای ساخته شوند که بتوانند بهطور ویژه به پروتئینهای خاص موجود در سطح سلولهای سرطانی متصل شوند و بدین ترتیب دارو را به محل هدف منتقل کنند.
نانوحاملهای هوشمند
استفاده از نانوحاملها برای دارورسانی هدفمند به محل سلولهای سرطانی، به دلیل دقت بالا در شناسایی سلولهای موردنظر و آزاد کردن داروها بهطور مستقیم در آن منطقه، میتوانند عوارض روشهای رایج درمان این بیماری را به میزان زیادی کاهش دهند.
پروفسور فرخزاد، در پژوهشهای خود نشان داد که برای آزادسازی دارو در محل هدف، باید شرایط خاصی فراهم شود. بر اساس این مطالعات، برای اینکه نانوذرات بتوانند سلولهای سرطانی را شناسایی کنند، باید گروههای عاملی خاصی روی آنها قرار گیرد. برای مثال، اسید فولیک -که توسط گیرندههای خاص سلولهای سرطانی تخمدان شناسایی میشود- میتواند بهطور خاص به سلول هدف متصل شده و دارو را آزاد کند. در برخی سرطانها، پروتئینهای خاصی در سلولهای هدف بیان میشوند؛ از این رو، نانوذرات باید بهگونهای طراحی شوند که به این پروتئینها متصل شده و دارو را آزاد کنند.
در گزارش اول کافهعلم 23 به معرفی نانوذرات و نقش آنها در درمان سرطان با توجه به دستاوردهای پروفسور فرخزاد پرداختیم. در گزارش بعدی به چالشهای این روش درمانی و شرایط این رویکرد در ایران خواهیم پرداخت.