خودآرایی نانوذرات، روش جدید مبارزه با سرطان

نانوذرات عامل‌دارشده در درمان هدفمند سرطان بسیار مورد توجه می‌باشند. یکی از روش‌های متداول، اتصال نانوذرات به لیگاندی است که تنها پذیرنده‌های روی سلول‌های سرطانی را هدف قرار می‌دهند. درعین حال تعداد پذیرنده‌های آزاد، تعداد نانوذراتی را که می‌توانند به سلول سرطانی بچسبند محدود می‌کند. محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT)، و همکارانشان، در حال بررسی روشی جایگزین برای هدف‌گیری فعال می‌باشند که دیگر محدود به تعداد پذیرنده‌ها نباشد.

نانوذرات عامل‌دارشده در درمان هدفمند سرطان بسیار مورد توجه می‌باشند. یکی از روش‌های متداول، اتصال نانوذرات به لیگاندی است که تنها پذیرنده‌های روی سلول‌های سرطانی را هدف قرار می‌دهند. درعین حال تعداد پذیرنده‌های آزاد، تعداد نانوذراتی را که می‌توانند به سلول سرطانی بچسبند محدود می‌کند. محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT)، و همکارانشان، در حال بررسی روشی جایگزین برای هدف‌گیری فعال می‌باشند که دیگر محدود به تعداد پذیرنده‌ها نباشد.
در اولین مرحله، این محققان نانوذرات خودآرایی را در حضور پروتئاز طراحی کردند. برای آن که بتوان این خودآرایی را به گونه‌ای طراحی نمود که تنها داخل تومورها ظاهر شود، نانوذرات باید در موقعیت خود ثابت شوند. به این منظور دانشمندان نانوذراتی مشابه فیبرین، پروتئینی که هنگام لخته شدن خون پلیمریزه می‌شود، ساختند. این ذرات حالت محلول و تا وقتی که پروتئاز معینی به آنها اضافه نشده از هم مجزا و در محلول پراکنده‌اند. اما در صورت اضافه شدن پروتئاز، این ذرات به سرعت دچار خودآرایی می‌شوند.
به نظر Geoffrey von Maltzahn از موسسه MIT. این پلاکت‌های تحریک شده با آنزیم/ سامانه‌های فیبرینی، امکان رسوب‌دهی بسیار سریع پروتئین‌ها از مجراها فراهم می‌کند. دانشمندان امیدوارند بتوان همین کار را با استفاده از پروتئازها و همراه با فرایندهای مقابله با سرطان با نانوذرات انجام دهند
نمایی شماتیک و سه بعدی از ذراتی که در پاسخ به پروتئازها سامان می‌یابند. پلیمرها (همان نوارهای نشان داده شده در شکل) به ماده پایه‌های پپتیدی متصل می‌شوند. (ساقه مانندهای دندانه‌دار) در این شکل بیوتین به رنگ آبی و neutravidin به رنگ قرمز نشان داده شده است.

این محققان در آزمایش خود از ذرات آهنربای ابرپارامغناطیسی Fe3O 4 دارای عامل‌های بیوتین یا neutravidin استفاده کردند. وجود روکشی از پلی‌اتیلن گلیکول (PEG) هم موجب اطمینان از پراکنده شدن باقی‌مانده نانوذرات در محلول می‌شود.
افرودن شبکه متالوپروتئیناز -۲ (۲-MMP)، پروتئازی که بیش از حد در سلول‌های سرطانی تولید می‌شود، باعث جداشدن روکش PEG می‌شود.
تمایل بالای بین بیوتین و neutravidin باعث خودآرایی سریع نانوذرات می‌شود. آزمایش‌های in vitro نشان می‌دهد، از روش تشدید مغناطیسی MRI می‌توان در تصویربرداری پروتئازها استفاده نمود. از آنجا که نانوذرات به صورت توده‌ای در می‌آیند، سیگنال‌های MRI مشاهده شده هم قوی‌تر می‌شوند. اثر این پدیده را می‌توان در شکل‌گیری محلول‌های NP با غلظت‌های متغیر ۲-MMP مشاهده نمود. داده‌های تصویری به دست آمده حاصل یک پیمایشگر، ۷/۴T MRI است و بر اساس دانشمندان دریافتند، می‌توان ساماندهی تحریکی پروتئاز را از تغییرات اندازه‌گیری شده T با حساسیت قابل اطمینان به دست آورد.
به گفته دانشمندان، بدخیمی و تهاجمی بودن را می‌توان به سطوح پروتئاز مربوط دانست. از این سطوح می‌توان در تشخیص و درمان اولیه و نیز در مان های دارویی و مشاهده اثربخشی آنها استفاده نمود. کاربردهای دیگر این سطوح پروتئاز زیاد روشن نیست اما با توجه به کاربرد خودآرایی در ساخت موادی با خواص درمانی و تصویربرداری جدید می‌توان کاربرد چنین موادی را در سطح نقاط توموری هم تصور نمود.
در حال حاضر دانشمندان با مطالعه روی موش های آزمایشگاهی می‌خواهند امکان تحریک‌پذیری درونی خودآرایی نانوذرات را نشان دهند. آنها همچنین به دنبال یافتن کاربردهای دیگری برای نانوذراتی هستند که سطح آنها به طور موقت با پلیمرهای شکاف‌پذیر پوشانده شده است.
این محققان نتایج کار خود را در Angew,Chem.Int, Ed(2006)45,3161] به چاپ رسانده‌اند.