انتقال siRNA به تومور با نانوکرم‌‌های مغناطیسی

قطعات کوچکی از نوکلئیک اسید که به نام siRNA نامیده می‌‌شوند، می‌‌توانند تولید پروتئین‌‌های خاصی را متوقف کنند و این توانایی باعث شده که آنها به یکی از امیدهای تازه در تولید داروهای ضد سرطان تبدیل شوند.

به نظر می‌‌رسد دو نوع درمان سرطان بر اساس siRNA که هر دو توانایی انتقال به تومورها را به‌وسیله‌‌ی نانوذرات دارند، آغاز دوره‌ی جدید درمانی در انسان باشند.

هم‌اکنون محققان در انستیتوی فناوری ماساچوست (MIT) نوعی سیستم انتقال دارو بر اساس نانوذرات توسعه داده اند که تعداد مولکول‌‌های siRNA را ـ که نه تنها می‌‌توانند وارد سلول‌‌ها شوند، بلکه به سیتوپلاسم نیز وارد ‌شوندـ به بیشترین حد خود می‌‌رساند و این مولکول‌‌های siRNA در اینجا می‌‌توانند در فرایند تولید پروتئین دخالت کنند.

محققان مرکز نانوفناوری سرطانMIT و دانشگاه پزشکی Tufts، هدایت این پروژه را به عهده داشته و نتایج این پروژه در مجله ACS Nano به چاپ رسیده‌‌است.

این سیستم انتقال جدید برای siRNA از دِندریمرمغناطیسی و نانوکرم‌‌های فلوئورسنت ساخته شده که محققان آنها را دندریوُرم ( Dendriworm) می‌‌نامند.

دندریمرها دسته ای از پلیمرهای مصنوعی است که معمولاً کروی‌شکل بوده، می‌‌توانند به‌‌سادگی برای حمل طیف وسیعی از مولکول‌‌ها مانند نوکلئیک اسیدها آماده شوند.

در این پروژه، دکتر باتیا و همکارانش از دندریمرهای polyamidoamine استفاده کردند که در تحقیقات زیستی، توانایی زیست‌‌سازگاری آنها کاملاً اثبات شده‌‌است و می‌‌توانند با زنجیره‌‌ای از نانوذرات مغناطیسی‌‌شده موسوم به نانوکرم‌ها به‌خوبی جفت شوند.

علاوه بر این، محققان یادشده یک مولکول فلوئورسنت را به نانوکرم‌‌ها متصل کردند و بدین‌‌وسیله یک سیستم انتقال دارو را تولید کردند که می‌‌تواند با کمک تصویربرداری فلوئورسان و یا تصویربرداری ِام‌‌آرآی قابل رؤیت باشد. در مرحله‌‌ی آخر، محققان siRNA را به این حامل دندریوُرم اضافه کردند.

نتیجه‌‌ی نهایی شامل تقریباً ۷ نانوذره‌‌ی مغناطیسی و ۵۰-۴۵ دندریمر و ۵۰ مولکولsiRNA بود که در شرایط آزمایشی بیش از ۶ ساعت پایدار بود.

هنگامی که این سیستم به سلول‌‌های در حال رشد در محیط کشت اضافه شد، کمپلکس دندریمر-siRNA به سرعت وارد سلول‌‌ها شده، در سیتوپلاسم جای می گیرد. محققان، هیچ علائم مسمومیت جدی را در شرایطinvivo مشاهد نکردند.

هنگامی که دندری‌وُرم‌‌ها در سلول‌‌های سرطانی مغز (گلیوبلاستومای) انسان وارد شد، siRNA توانست تولید ژن‌‌های هدف را خاموش کند.

برای آزمایش اینکه آیا این دندریورم می‌‌تواند در سلول‌‌های جانوران عمل نماید، محققان از یک‌‌ سویه موش که با روش‌‌های مهندسی ژنتیک در مغز آنها تومورهای گلیوبلاستوما ایجاد شده بود، استفاده کردند.

این محققان دریافتند که دندریوُرم‌‌ها توانستند به تومورها نفوذ نموده، محموله‌‌ی دارویی siRNA خود را درون تومورها تخلیه کنند و در نهایت، ژن‌های هدف را خاموش سازند.

در همین حال گروهی از محققان در دانشکده‌ پزشکی دانشگاه جیلی در توکیو، ثابت کردند که بلورهای مغناطیسی که با لیپید، پوشش شده اند، می‌‌توانند به‌‌صورت کاملاً مطمئن و مؤثر، siRNA دارویی را به تومورهای موش منتقل نمایند. نتایج این آزمایشات در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده‌‌است.

این محققان، حاملان جدید را به‌وسیله‌‌ی پوشش دادن نانوبلورهای اکسید آهن با لایه‌‌ای از لیپیدهای دارای بار مثبت تولید کردند. این لایه‌‌ها به‌‌صورت بسیار محکم به مولکول‌‌های siRNA می‌‌چسبند که همانند مولکول‌‌های نوکلئیک اسید دارای بارهای منفی زیادی هستند.

پس از تکمیل پوشش‌‌دهی لیپیدی، برای رسیدن به بیشترین بازدهی در فرایند انتقال، محققان یادشده از نانوذرات برای انتقال یک anti-EGFR siRNA به تومورهای گاستریک موش استفاده کردند. پس از تزریق نانوذرات به موش‌‌ها، از میدان مغناطیسی در اطراف تومورها استفاده کردند .پس از ۲۴ روز، اندازه‌‌ی تومورها در موش‌‌های تیمارشده در مقایسه با تومورها در موش‌‌هایی که فقط با نانوذرات بدون siRNA تیمار شده بودند، ۵۰ % کوچک‌تر شده بود.

این تحقیق با حمایت مؤسسه‌‌ی NCI برای فناوری در سرطان انجام شده که با هدف تسهیل کاربرد فناوری نانو در جلوگیری، تشخیص و درمان سرطان تأسیس شده‌‌است. محققانی از Brigham و بیمارستان زنان نیز در این پژوهش همکاری داشته‌‌اند.