محققان موفق به دستیابی به ساز و کار دقیق عملکرد نانوذرات در اتصال به تومورها و وارد شدن مواد نشانه‌گذاری شده به داخل تومورها شدند. در این تحقیق از نقاط کوانتومی برای بررسی انتقال نانوذرات به تومور از طریق رگ‌های خونی، استفاده شده‌است.
نشانه گذاری تومورها در بدن به‌وسیله‌ی نانوذرات
اگرچه نانوذرات نشانهگذاریشده به‌وسیله‌ی
عوامل عکس‌برداری و عوامل درمانی برای تشخیص و درمان سرطان به روش آزمایش
یا سعی و خطا در کلینیک‌ها انجام می‌شود، محققان توانسته‌اند ساز و کار
دقیق عملکرد نانوذرات در اتصال به تومورها و ورود مواد نشانهگذاریشده به
داخل تومورها را پیدا کنند. برای حل این مسئله، دو گروه تحقیقاتی از بخش
نانوفناوری در سرطان، برای رهگیری نانوذرات در داخل بدن جانداران تشکیل شد.
در این زمینه محققان دانشگاه استنفورد یک پروژه‌ی تحقیقاتی را انجام دادند.
در این تحقیق برای بررسی انتقال نانوذرات به تومور از طریق رگ‌های خونی، از
نقاط کوانتومی ، استفاده شد، در این تحقیق از نمونه‌های زنده نیز استفاده
شده‌است.
اتصال نانوذرات حامل مولکول‌های نشانهگذاریشده بر روی سطح رگ‌های خونی و
پس از آن، حرکت به‌سوی تومور از طریق جریان خون،از موضوعات مورد بحث این
تحقیق بوده‌است. رهبری این تحقیق بر عهده Sanjiv sam Gabhir، رئیس یکی از ۹
مؤسسه‌ی ملی سرطان(NCI) است.
در تحقیق بعدی که نتایج آن در مجله‌ی ACS
Nano به چاپ رسیده، محققان دانشگاه اموری و مؤسسه‌ی فناوری جرجیا از
نانوبلور طلا برای تحقیق در مورد تومورهای نشانه‌گذاری شده‌ی فعال و غیر
فعال استفاده کردند.
در تحقیقی که دکتر Gambhir و همکارانش در دانشگاه استنفورد انجام دادند، از
میکروسکوپ حساس داخل‌بافتی استفاده کردند و با این روش محققان می‌توانند
نشانگرهای فلئورسنتی را که در پوست موجودات زنده کار گذاشته شده‌است، به‌راحتی
و به‌وضوح مشاهده کنند. در این سری از آزمایش‌ها، گروه تحقیقاتی دانشگاه
استنفورد مبادله‌ی نانوذرات را در بدن موش‌ها بررسی کردند. در گوش موش‌ها
انواع مختلفی از تومورها رشد داده شدند. محققان از نقاط کوانتومی امواج
مادون قرمز نزدیک برای اتصال نشانگرهای فلئورسنتی به سلول‌های RGD(مولکول
شناخته‌شده‌ای است که اتصال محکمی با پروتئین برقرار می‌کند و در سطح رگ‌های
خونی اطراف تومور نیز قرار دارد) استفاده کرده‌اند.
نکته‌ی جالب این است که به‌رغم مطالعات انجام‌شده بر روی انواع تومورها،
این محققان پی بردند که اتصال نانوذرات تنها زمانی اتفاق می‌افتد که ذرات
متراکم قادر باشند به‌صورت مضاعف در مکان‌های مشخصی در داخل تومور گرد هم
آیند. اگر ذرات به‌صورت تکی و مجزا باشند، این اتفاق رخ نمی‌دهد.
زمانی که آزمایش‌ها با نقاط کوانتوم و بدون استفاده از مولکول‌های نشانه‌گذاری‌شده‌ی
RGD تکرار شد، محققان قادر به آشکارسازی اتصال نبودند، همچنین دریافتند که
سرعت و روند تشکیل اتصال در انواع مختلف تومورها ثابت است.
در صورتی که قدرت پیوند مستقل از نوع تومور باشد، به کار بردن اصطلاح
Extravasation درست نخواهد بود. Extravasation به عبور نانوذرات از طریق
جریان خون و وارد شدن به داخل تومور گفته می‌شود؛ البته عبارت «جاری شدن در
داخل بافت» نیز در این مورد به کار گرفته می‌شود. محققان در مقاله‌ی خود به
این نکته توجه کرده‌اند که شکل و اندازه‌ی نانوذرات، نقش مهمی را در چگونگی
ورود نانوذرات به بافت تومور ایفا می‌کند.
گروه تحقیقاتی Emore-Georgia از نانوبلور های میله‌ای‌شکل طلا، که به
تومورهای پپتیدی نشانهگذاریشده متصل شده‌است، برای بررسی ساز و کار
رهاسازی استفاده کرده‌است. طبق این ساز و کار، نانوذرات قادر به جمع شدن یا
متراکم شدن در داخل تومور می‌باشند. محققان از نانو ذرات طلا استفاده
کرده‌اند، زیرا آنها قادر به شمارش نانوذراتی هستند که به تومورها یا سایر
بافت‌ها رسیده‌اند. طلا به‌صورت طبیعی در بدن پستانداران یافت نمی‌شود، از
این رو برای شناسایی هر ذره از آن که به داخل تومور وارد شده‌است، نیاز به
دستگاه‌های حساس و روش‌های دقیق می‌باشد. اسپکترومتر جرمی عنصری از جمله‌ی
این روش‌های دقیقی است که برای شناسایی نانوذرات طلا می‌توان استفاده کرد.
محققان سه نوع فرمولاسیون تهیه نموده‌اند که در آنها از اتصال یکی از سه
مولکول تومور نشانهگذاریشده به سطح نانومیله‌های طلا استفاده شده‌است،
سپس نانوذرات را به داخل بدن حیواناتی که تومورهای انسانی در بدنشان کاشته
شده بود، تزریق کردند و اجازه دادند تا در سراسر بدن منتشر شود، سپس مقدار
ذرات طلایی را که در تومورهای کاشته شده و دیگر بافت‌ها جمع شده بودند،
اندازه‌گیری نمودند. محققان این آزمایش را با استفاده از نانوذرات طلای
نشانهگذاریشده تکرار کردند. نتیجه‌ی به دست‌آمده بسیار جالب بود؛ به‌طوری
که مولکول‌های نشانهگذاریشده به میزان کمی توانسته بودند که مقدار طلای
انباشته‌شده را افزایش دهند.
محققان به این نتیجه رسیدند که نانوذرات مورد استفاده در درمان سرطان به
روش فوتوترمال(نوری-گرمائی) باید مستقیماً از طریق تزریق وریدی وارد تومور
شوند. این روش بیشترین غلظت طلا در تومور به دست می‌آید، همچنین این محققان
در مقالهای که ارائه داده بودند، متذکر شدند که مرحله‌ی تعیین کننده‌‌ی
رهایش نانوذرات، مرحله‌ی اتصال به هدف نیست؛ بلکه مرحله‌ی اصلی در انباشتگی
ذرات، اتصال نانوذرات از طریق جریان خون و ورود به داخل تومورها در تومور
است.
کارکرد میکروسکوپ حساس داخل بافتی در مقالهای با عنوان «پویانمایی اتصال
نقاط کوانتومی-مولکول RDG به تومورهای رگ‌دار و داخل شدن در بافت‌های
زنده‌ی موش با به‌کارگیری میکروسکوپ داخل بافتی» بررسی شده و تحت حمایت
مؤسسه‌ی ملی سرطان(NCI) می‌باشد که طرحی خلاقانه برای شتاب بخشیدن کاربرد
نانوفناوری در پیشگیری، تشخیص و درمان سرطان می‌باشد. عملکرد نانوبلورهای
طلا نیز در مقالهای با عنوان «بازنگری مجدد نشانه‌گذاری تومور فعال و غیر
فعال به‌وسیله‌ی نانوبلورهای میله‌ی‌شکل طلا و لیگاندهای پپتیدی
نشانهگذاریشده» بررسی شده و تحت حمایت مؤسسه‌ی ملی سرطان(NCI) قرار
داشته‌است.
