عبور غیرمخرب نانوذرات حامل‌دارو از غشای سلول

گروهی از مهندسان MIT در تحقیق اخیر خود برای نخستین بار، نانوذراتی مصنوعی‌ ساخته‌اند
که قادرند بدون ایجاد سوراخ در غشای حفاظتی سلول و کشتن آن، به درون سلول نفوذ کنند.
این تحقیق می‌تواند بر روی دارورسانی تأثیرگذار بوده، همچنین به یکی از معماهای
زیست‌شناسی پاسخ دهد. نکته‌ کلیدی در این کشف، بهره‌گیری از راه‌راه ‌کردن است.

این محققان دریافتند که نانوذرات طلا ـ که با نوارهای متناوبی از دو گونه مختلف از
مولکول‌ها پوشش داده شده‌اند ـ می‌توانند به‌سرعت و بدون صدمه ‌زدن به سلول به درون
آن نفوذ کنند. آنها مشاهده کردند که نانوذرات مشابهی که به‌صورت تصادفی و غیر منظم
با همان مواد پوشش داده شده‌اند، قادر به این کار نیستند.
فرانسیسکو استلاسی، استادیار گروه علوم و مهندسی مواد و یکی از این محققان، در این
‌باره می‌گوید:«ما موفق به ساخت نخستین ماده‌ کاملاً مصنوعی شدیم که می‌تواند بدون
تخریب غشای سلول، از آن عبور کند. ما دریافتیم که برای دستیابی به این ویژگی، ضروری
است تا ترتیب در مقیاس نانویی رعایت شود.»
این نانوذرات کروی علاوه ‌بر اینکه دارای کاربردهایی عملی‌ در تحویل دارو و
غیره(گروه MIT از این نانوذرات برای تحویل عامل‌های تصویربرداری فلورسانت به سلول‌ها
استفاده کرده‌اند) هستند، می‌توانند به توضیح نحوه ورود برخی از مواد زیستی‌ مانند
پپتید‌ها به سلول‌ها کمک کنند.
ایروین، یکی دیگر از این محققان، گفت: «هیچ‌کس نمی‌داند که چگونه این مواد با نیروی
محرکه‌ زیستی به درون سلول نفوذ می‌کنند. از این رو ما می‌توانیم از این نانوذرات
جدید استفاده کرده، در خصوص همتاهای زیستی آنها اطلاعات بیشتری کسب کنیم که آیا
آنها می‌توانند مشابه با سیستم زیستی مربوطه باشند؟»
معمولاً زمانی که یک غشای سلولی، یک شی بیگانه مانند یک نانوذره را شناسایی می‌کند،
به دور آن پیچیده یا آن را «می‌خورد». از این رو، داروها و یا سایر عواملی که به
نانوذرات متصل شده باشند هیچ گاه به بخش اصلی سیالِ سلول یا کیتوسول(cytosol) ـ که
اثرگذاری این مواد در این محیط امکان‌پذیر است ـ راه نمی‌یابند.
چنین نانوذراتی می‌توانند درون کیتوسول به‌وسیله مولکول‌های زیستی، همراهی و محافظت
شوند اما این کار نیز خالی از اشکال نیست. سلول‌های زیستی محافظ قادر به فعالیت در
تمام سلول‌ها نیستند، به این ترتیب دسته‌ای از محموله‌ها به مقصد رسیده، دسته‌ای
دیگر نمی‌رسند.
از این رو، تحقیق اخیر در MIT، در زمینهساخت نانوذراتی که قادر به نفوذ مستقیم در
غشای سلولی هستند و محموله‌ خود را به کیتوسول تحویل دهند ـ البته این کار را بدون
کشتن سلول انجام دهند ـ دارای اهمیت بالایی است.
ایروین این شاهکار اکتشافی را با پدیده‌ای که برای کودکان قابل درک است مقایسه
می‌کند: اگر شما یک لایه حبابی‌‌شکل از صابون داشته باشید و با یک چوبِ حباب بر روی
آن بزنید، حباب می‌ترکد، اما اگر چوب حباب را پیش از تماس با حباب به یک لایه از
صابون آغشته کنید، چوب بدون ترکاندن حباب از آن عبور می‌کند، زیرا چوب با ماده‌ای
مشابه پوشش داده شده‌است.
نتایج این تحقیق در مجله Nature Materials منتشر شده‌ است.