محققان دانشگاه تربیت مدرس، جهت بالابردن بازده روش پرتودرمانی در بیماران مبتلا به سرطان، اقدام به تولید نانوذراتی اصلاح شده کرده‌اند. این نانوذرات درون سلول‌های سرطانی نفوذ کرده و میزان جذب انرژی را افزایش می‌دهد.
دانشگاه تربیت مدرس: افزایش بازده پرتودرمانی با نانوذرات
اکثر بیماران مبتلا به سرطان، در طول دوره‌ی درمان تحت پرتودرمانی قرار می‌گیرند. این روش درمان آثار جانبی ناخواسته‌ای در بیماران ایجاد می‌کند که کیفیت زندگی آن‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. در یک کار پژوهشی، تلاش شده است با استفاده از فناوری نانو، تغییراتی در سطح نانوذرات ایجاد شود که با افزایش حساسیت سلول‌های سرطانی به انرژی دریافتی از پرتو ایکس، بازده پرتودرمانی افزایش یافته و در نتیجه اثرات مضر این روش کاهش یابد.
استفاده از این نانوذرات منجر به افزایش بهره‌ی درمانی به میزان بیش از ۶۰ درصد، در پرتودهی سلول‌های سرطانی دهانه‌ی رحم با استفاده از پرتو ایکس کم انرژی شده است. این به معنی کاهش میزان دوز تجویزی توسط پزشک برای دستیابی به یک درصد بهبود مشخص است. بنابراین مهم‌ترین دستاورد این طرح، کاهش اثرات جانبی پرتودرمانی در بیماران مبتلا به سرطان و افزایش کیفیت زندگی آن‌هاست.
دکتر کریم خوش‌گرد، دانش آموخته‌ی فیزیک پزشکی از دانشگاه تربیت مدرس، در خصوص نحوه‌ی عملکرد این نانوذرات عنوان کرد: «با توجه به رشد سریع سلول‌های سرطانی، نیاز آن‌ها به اسید فولیک بالاست. از این رو نانوذرات تولید شده که از جنس طلا هستند و مولکول اسیدفولیک بر روی سطح آن متصل شده است، به دلیل اندازه‌ی کوچک و برخورداری از عاملی فعال در سطح خود، هنگامی که در معرض سلول‌های سرطانی قرار می‌گیرند، توسط آن‌ها جذب شده و درون آن‌ها قرار می‌گیرند. به هنگام پرتودهی و برخورد فوتون با سلول‌های سرطانی، پدیده‌ای خاص به نام فوتوالکتریک در آن‌ها غالب شده و میزان قابل توجهی از پرتوی برخورد کننده را جذب می‌کنند.»
به گفته‌ی خوش‌گرد، «برای ساخت نانوذرات طلا از روش سنتز شیمایی استفاده شده است، مزیت این روش تهیه‌ی آسان آن است. متوسط قطر نانوذرات ساخته شده ۵۰ نانومتر بوده است. در ادامه با استفاده از یک عامل شیمیایی خاص مولکول اسید فولیک، به سطح این نانوذرات متصل شده است. برای مقایسه عملکرد، بخشی از نانوذرات طلا با مولکول پلی‌اتیلن‌گلیکول اتصال یافتند. در ادامه سلول‌های سرطانی مورد مطالعه در شرایط آزمایشگاهی، با این نانوذرات انکوبه شدند. در مرحله‌ی آخر، سلول‌ها در معرض پرتودهی قرار گرفته و نتایج حاصل از درمان در حضور نانوذرات و بدون آن‌ها مورد سنجش و مقایسه قرار گرفت.»
بر اساس نتایج به دست آمده، نفوذ نانوذرات متصل به اسیدفولیک در سلول‌های سرطانی، خیلی بیشتر از نفوذ نانوذرات متصل به پلی‌اتیلن‌گلیکول است. علت این اختلاف، به نوع پوشش سطحی آن‌ها بستگی دارد. وجود گیرنده‌های اسید فولیک بر روی سطح سلول‌های سرطانی مسئول جذب بسیار بالای این نانوذرات در مقایسه با نانوذراتی است که مولکول پلی‌اتیلن گلیکول به آن‌ها متصل شده است.
نتایج این تحقیقات حاصل همکاری دکتر بیژن هاشمی ملایری- عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس، دکتر کریم خوش‌گرد و همکارانشان است که در مجله‌ی Physics in Medicine and Biology (جلد ۵۹، شماره ۹، ماه آوریل، سال ۲۰۱۴، صفحات ۲۲۴۹ تا ۲۲۶۳) انتشار یافته است.
استفاده از این نانوذرات منجر به افزایش بهره‌ی درمانی به میزان بیش از ۶۰ درصد، در پرتودهی سلول‌های سرطانی دهانه‌ی رحم با استفاده از پرتو ایکس کم انرژی شده است. این به معنی کاهش میزان دوز تجویزی توسط پزشک برای دستیابی به یک درصد بهبود مشخص است. بنابراین مهم‌ترین دستاورد این طرح، کاهش اثرات جانبی پرتودرمانی در بیماران مبتلا به سرطان و افزایش کیفیت زندگی آن‌هاست.
دکتر کریم خوش‌گرد، دانش آموخته‌ی فیزیک پزشکی از دانشگاه تربیت مدرس، در خصوص نحوه‌ی عملکرد این نانوذرات عنوان کرد: «با توجه به رشد سریع سلول‌های سرطانی، نیاز آن‌ها به اسید فولیک بالاست. از این رو نانوذرات تولید شده که از جنس طلا هستند و مولکول اسیدفولیک بر روی سطح آن متصل شده است، به دلیل اندازه‌ی کوچک و برخورداری از عاملی فعال در سطح خود، هنگامی که در معرض سلول‌های سرطانی قرار می‌گیرند، توسط آن‌ها جذب شده و درون آن‌ها قرار می‌گیرند. به هنگام پرتودهی و برخورد فوتون با سلول‌های سرطانی، پدیده‌ای خاص به نام فوتوالکتریک در آن‌ها غالب شده و میزان قابل توجهی از پرتوی برخورد کننده را جذب می‌کنند.»
به گفته‌ی خوش‌گرد، «برای ساخت نانوذرات طلا از روش سنتز شیمایی استفاده شده است، مزیت این روش تهیه‌ی آسان آن است. متوسط قطر نانوذرات ساخته شده ۵۰ نانومتر بوده است. در ادامه با استفاده از یک عامل شیمیایی خاص مولکول اسید فولیک، به سطح این نانوذرات متصل شده است. برای مقایسه عملکرد، بخشی از نانوذرات طلا با مولکول پلی‌اتیلن‌گلیکول اتصال یافتند. در ادامه سلول‌های سرطانی مورد مطالعه در شرایط آزمایشگاهی، با این نانوذرات انکوبه شدند. در مرحله‌ی آخر، سلول‌ها در معرض پرتودهی قرار گرفته و نتایج حاصل از درمان در حضور نانوذرات و بدون آن‌ها مورد سنجش و مقایسه قرار گرفت.»
بر اساس نتایج به دست آمده، نفوذ نانوذرات متصل به اسیدفولیک در سلول‌های سرطانی، خیلی بیشتر از نفوذ نانوذرات متصل به پلی‌اتیلن‌گلیکول است. علت این اختلاف، به نوع پوشش سطحی آن‌ها بستگی دارد. وجود گیرنده‌های اسید فولیک بر روی سطح سلول‌های سرطانی مسئول جذب بسیار بالای این نانوذرات در مقایسه با نانوذراتی است که مولکول پلی‌اتیلن گلیکول به آن‌ها متصل شده است.
نتایج این تحقیقات حاصل همکاری دکتر بیژن هاشمی ملایری- عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس، دکتر کریم خوش‌گرد و همکارانشان است که در مجله‌ی Physics in Medicine and Biology (جلد ۵۹، شماره ۹، ماه آوریل، سال ۲۰۱۴، صفحات ۲۲۴۹ تا ۲۲۶۳) انتشار یافته است.
