محققان موسسه فناوری ماساچوست برای کمک به منطقی‌سازی فرایند طراحی عوامل دارورسان هدفگیر یک مدل ریاضی را توسعه داده‌اند که شدت و اختصاصی بودن جذب عوامل دارورسان مختلف را پیش‌بینی می‌کند.
پیش‌بینی رفتار عوامل مختلف در رسانش دارو
یکی از قابلیت‌های نویدبخش فناوری نانو توانایی آن در ایجاد نانوذرات حاوی داروست که با مولکول‌های هدفگیر تزئین شده و با شناسایی سلول های سرطانی و اتصال به آنها، دارو را تنها در کنار این سلول‌ها رها می‌نمایند. رسانش هدفمند داروها نه تنها توانایی کشتن سلول‌های سرطانی را با استفاده از داروهای حمل شده افزایش می‌دهد، بلکه با کاهش بسیار زیاد و یا حتی حذف رسانش دارو به بافت‌های سالم، اثرات جانبی استفاده از آنها را تا حد زیادی کم می‌کند.
با این حال دانشمندان دریافته‌اند که تمام ترکیبات ممکن عامل هدفگیر-نانوذره نمی‌توانند با کارایی یکسانی به هدف مورد نظر رسیده و وارد آن شوند. دکتر دین ویتراپ و مایکل اشمیت از موسسه فناوری ماساچوست برای کمک به منطقی‌سازی فرایند طراحی عوامل دارورسان هدفگیر یک مدل ریاضی را توسعه داده‌اند که شدت و اختصاصی بودن جذب عوامل دارورسان مختلف را، از پپتیدهای کوچک گرفته تا لیپوزوم‌های بزرگ توسط تومورها پیش‌بینی می‌کند. نتایج این تحقیق در Molecular Cancer Therapy منتشر شده است.
مدل طراحی شده توسط اشمیت و ویتراپت که یکی از اعضای «مرکز فناوری نانوی سرطان -MITهاروارد» است، اندازه عوامل دارورسان ذره‌ای و برخی ویژگی‌های دیگر ذرات را که به سادگی قابل اندازه‌گیری هستند، به حساب می‌آورد. از جمله این ویژگی‌ها می‌توان به سادگی عبور آنها از سدهای زیستی و شدت اتصال آنها به یک هدف در بررسی‌های انجام گرفته در آزمایشگاه اشاره کرد. این پژوهشگران می‌گویند با وجود سادگی زیاد، مدل آنها می‌تواند رفتار ساختارهای هدف‌گیرنده HER2 در سرطان موش و ساختارهای هدف‌گیرنده CEA در انسان را به دقت پیش‌بینی کند. در حقیقت به نظر می‌رسد اندازه ذرات و تمایل آنها به اتصال به هدف بیشترین تأثیر را در نحوه جذب این عوامل توسط تومورها دارد.
یکی از پیش‌بینی‌های بسیار جالب صورت گرفته توسط این مدل این است که میزان داروی رها شده توسط ساختارهای بزرگ (همچون نانوذرات) و ساختارهای کوچک (همچون پپتیدهای هدفگیر) بیش از مقدار داروی رها شده توسط ساختارهای با اندازه متوسط (مثل قطعات مهندسی شده پادتن‌ها) می‌باشد. با این حال این مدل پیش‌بینی می‌کند که رهایش دارو به تومورها توسط نانوذراتِ با قطر بیش از ۵۰ نانومتر زمانی که عوامل هدفگیر را به آنها می‌افزاییم، بهبود زیادی نمی‌یابد.
جزئیات این کار پژوهشی در مقاله‌ای با عنوان زیر منتشر شده است:
“A modeling analysis of the effects of molecular size and binding affinity on tumor targeting”
هزینه این پژوهش توسط NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer تأمین شده است که یک پیشگامی جامع برای تسریع استفاده از فناوری نانو در پیشگیری، تشخیص و درمان سرطان است.
