به دام انداختن سلول‌های توموری در گردش با کمک نانومواد

سلول‌های سرطانی جدا شده از تومور که وارد خون شده‌اند به عنوان سلول‌های توموری ‏در گردش (‏CTC‏) شناخته می‌شوند. تشخیص و آنالیز این سلول‌ها می‌تواند اطلاعات مهمی ‏برای مدیریت گسترش سرطان و نظارت بر اثربخشی درمان ارائه دهد. اخیرا محققان بستری از ‏نانومواد ساخته‌اند که با راندمان بالا، علاوه بر به دام انداختن ‏CTCها، می‌تواند این سلول‌ها را ‏آزاد کرده تا بدین وسیله از لحاظ زیست‌شیمیایی نیز بررسی شوند.‏

‏این دستاورد به‌وسیله‌ی یک گروه تحقیقاتی به رهبری هسیوآو هُوا یو از مؤسسه علوم ‏پیشرفته ریکِن ژاپن و هسیان رانگ تیسنگ از دانشگاه کالیفرنیا (‏UCLA‏) به دست آمده است. ‏یو توضیح می‌دهد: «قبلا طرحی مشابه برای به دام انداختن سلول‌های سرطانی گزارش ‏شده بود، اما فناوری ارائه شده منحصر به فرد است. به طوریکه می‌تواند با راندمان بسیار ‏بالایی سلول‌های توموری را جذب کرده و آنها را با قابلیت زیستن بالایی آزاد کند. این ‏قابلیت‌ها، امکان استفاده از ‏CTCها برای نمونه برداری از ناحیه سرطانی و درمان آن را خواهد ‏داد.»

خون از میان بستری فیلترمانند که حاوی مولکولی با قابلیت چسبیدن به سلول‌های توموری ‏است، عبور می‌کند. این بستر به شکل وِلکرو (نام بازرگانی پارچه‌ای نایلونی که به هم ‏چسبیده و به جای زیپ یا دکمه به کار می‌رود) است. این بستر با دقت ۴۰ تا ۷۰% سلول‌های ‏توموری را از خون جدا می‌کند. ‏CTCها به‌وسیله‌ی جاروب‌های پلیمری بسیار کوچک حساس ‏به دما درون این بستر، نگه داشته می‌شوند.‏

نوآوری موجود در این طرح در مکانیسم آزاد کردن آن است. در دمای بدن (۳۷ درجه ‏ساتتیگراد) این جاروب‌های پلیمری به سلول‌های توموری می‌چسبند، اما هنگامی که تا دمای ‏‏۴ درجه سانتیگراد سرد شود، آنها را آزاد می‌کند. این فرآیند به دانشمندان اجازه می‌دهد تا ‏این سلول‌ها را با روش‌های زیست‌شیمیایی بررسی کنند. ‏

به منظور اینکه «نانو ولکرو» ساخته شده قابلیت پاسخ‌دهی به گرما پیدا کند، این محققان، ‏جاروب‌های پلیمری عامل‌دار شده بیوتین (‏PIPAAm‏) را بر روی بستری از نانوسیم‌های ‏سیلیکونی پیوند دادند. در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد، گروه‌های بیوتین و دامنه آبگریز ‏PIPAAm‏ بیوتینیله بر روی سطح قرار دارند. ‏

یو اضافه کرد: «بواسطه برهم‌کنش بیوتین – استرپتاویدین (‏biotin-streptavidin‏)، ‏آنتی – ‏EpCAM‏ (پروتئین سلول سرطانی) بیوتینیله به این بستر چسبیده و با کارایی بالایی ‏CTCها به دام می‌افتند. هنگامی که دما تا ۴ درجه سانتیگراد پایین می‌آید، اسکلت پشتی پیوند ‏PIPAAm‏ بیوتینیله روی سطح، گسترش پیدا کرده و باعث قطع اتصال آنتی – ‏EpCAM‏ و ‏جدایی ‏CTCها از بستر می‌شود.»

او همچنین اشاره کرد که تقریبا ۹۰% سلول‌های آزاد شده زیست‌پذیر باقی مانده و ‏می‌توانند در محیط کشت میکروب در آزمایش رشد یابند.‏

یو نتیجه‌گیری کرد: «این قابل تصور است که بررسی اثرات ‏CTC‏ مشتق شده و ‏بازخوانی خروجی‌های عملکردی از چنین سکویی، دید قابل ارزشی از بیولوژی تومور خواهد ‏داد. در نهایت، درمان می‌تواند به درستی هدایت شده تا بدین گونه اثر درمانی آشکاری در ‏حین مواقع بحرانی پیشرفت و تجزیه تومور صورت پذیرد.»

این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی ‏Advanced Materials‏ منتشر ‏کرده‌اند.‏