محققان دانشگاه علوم پژشکی اصفهان، در طرحی تحقیقاتی به مطالعه‌ی اثر استفاده از نانوحامل‌ها جهت درمان عفونت‌های درون سلولی پرداختند. اثر بخشی و کارایی بهتر داروی محبوس در سامانه‌ی نانوحامل پیشنهادی در مقایسه با داروی آزاد در نمونه‌‌ی کشت شده، از دستاوردهای این تحقیق است.
اصفهان: فناوری نانو و درمان عفونت سلول‌ها
برخی از عوامل بیماریزا، به شکل انگل اجباری یا اختیاری، درون سلول‌های میزبان رشد و تکثیر می‌کنند. اثربخشی بسیاری از ترکیبات ضد میکروبی به دلایلی چون نفوذ کم به درون سلول‌های میزبان، غیرفعال شدن دارو در محیط اسیدی بخشهای درون سلولی، سمیت بالای دارو برای سلول‌های میزبان و محلولیت پایین این ترکیب در محیط خارج سلولی، محدود است. برای رفع این مشکلات، در طی سالیان اخیر پژوهش‌های گستردهای در خصوص حامل‌های دارویی در ابعاد نانو صورت گرفته است. در این طرح نیز استفاده از سیستم‌های دارورسانی نانوساختار برای افزایش اثر بخشی و کارایی یک داروی ضدباکتری علیه عفونت درون سلولی بررسی شده است.
به گفته‌ی دکتر وجیهه اکبری، دانش‌آموخته مقطع دکتری بیوتکنولوژی، در میان نانوحامل‌های دارویی می‌توان به نانونیوزوم‌ها اشاره کرد. نیوزوم‌ها سامانه‌های کروی چند لایه هستند که به عنوان جایگزین فسفولیپیدهای لیپوزومی در نظر گرفته می‌شوند. هدف این تحقیق ساخت نانو نیوزوم‌های حاوی سیپروفلوکساسین برای درمان عفونت‌های سلولی بوده است. سیپروفلوکساسین یک داروی ضدباکتری است که به دلیل اثرات درمانی، به صورت خوراکی، تزریقی (داخل وریدی) و موضعی (چشمی) به کار می‌رود.
اندازه‌ی این نانوحامل در حدود ۱۶۰ تا ۶۰۰ نانومتر گزارش شده است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که نانوحامل نیوزوم می‌تواند سیستم دارورسانی مناسبی با کارایی و ایمنی بالا برای استفاده علیه عفونت‌های درون سلولی باشد. البته ترکیب اجزای سازنده و اندازه‌ی ذرات، تأثیر به سزایی بر اثر بخشی آن خواهد داشت.
اکبری در خصوص نتایج به دست آمده افزود: «اگرچه این طرح راهکاری جدید برای درمان عفونت‌های درون سلولی ارائه نموده است اما نیاز به مطالعات درون تنی بیشتری دارد. لذا با توجه به اینکه عفونت‌های درون سلولی نسبت به درمان‌های موجود مقاوم هستند و درمان آن‌ها یک چالش اساسی در حوزه پزشکی است، ادامه این تحقیق برای ساخت دارویی مؤثر ارزشمند خواهد بود.»
در روند تکمیل مطالعات، این نانوحامل به روش هیدراتاسیون لایه نازک (film hydration) تهیه و اندازه ذره‌ای آن‌ها با روش فراصوت کاهش داده شد. خصوصیات فیزیکی وشیمیایی فرمولاسیون‌های تهیه شده شامل بررسی قابلیت تشکیل نیوزوم، تعیین درصد محبوسسازی دارو، مطالعه‌ی توزیع اندازه ذره‌ای وزیکول‌ها و تعیین حداقل غلظت مهاری داروی آزاد و محبوس علیه گونه باکتری Staphylococcus aureous انجام شد. در مرحله بعدی از فرمولاسیون‌های برگزیده به منظور دارورسانی درون سلولی در مدل استاندارد کشت سلولی (ماکروفاژهای موش Balb/c، سلول‌های J774) جهت ریشه کن کردن عفونت درون سلولی استافیلوکوک طلائی استفاده شد.
به گفته‌ی دکتر وجیهه اکبری، دانش‌آموخته مقطع دکتری بیوتکنولوژی، در میان نانوحامل‌های دارویی می‌توان به نانونیوزوم‌ها اشاره کرد. نیوزوم‌ها سامانه‌های کروی چند لایه هستند که به عنوان جایگزین فسفولیپیدهای لیپوزومی در نظر گرفته می‌شوند. هدف این تحقیق ساخت نانو نیوزوم‌های حاوی سیپروفلوکساسین برای درمان عفونت‌های سلولی بوده است. سیپروفلوکساسین یک داروی ضدباکتری است که به دلیل اثرات درمانی، به صورت خوراکی، تزریقی (داخل وریدی) و موضعی (چشمی) به کار می‌رود.
اندازه‌ی این نانوحامل در حدود ۱۶۰ تا ۶۰۰ نانومتر گزارش شده است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که نانوحامل نیوزوم می‌تواند سیستم دارورسانی مناسبی با کارایی و ایمنی بالا برای استفاده علیه عفونت‌های درون سلولی باشد. البته ترکیب اجزای سازنده و اندازه‌ی ذرات، تأثیر به سزایی بر اثر بخشی آن خواهد داشت.
اکبری در خصوص نتایج به دست آمده افزود: «اگرچه این طرح راهکاری جدید برای درمان عفونت‌های درون سلولی ارائه نموده است اما نیاز به مطالعات درون تنی بیشتری دارد. لذا با توجه به اینکه عفونت‌های درون سلولی نسبت به درمان‌های موجود مقاوم هستند و درمان آن‌ها یک چالش اساسی در حوزه پزشکی است، ادامه این تحقیق برای ساخت دارویی مؤثر ارزشمند خواهد بود.»
در روند تکمیل مطالعات، این نانوحامل به روش هیدراتاسیون لایه نازک (film hydration) تهیه و اندازه ذره‌ای آن‌ها با روش فراصوت کاهش داده شد. خصوصیات فیزیکی وشیمیایی فرمولاسیون‌های تهیه شده شامل بررسی قابلیت تشکیل نیوزوم، تعیین درصد محبوسسازی دارو، مطالعه‌ی توزیع اندازه ذره‌ای وزیکول‌ها و تعیین حداقل غلظت مهاری داروی آزاد و محبوس علیه گونه باکتری Staphylococcus aureous انجام شد. در مرحله بعدی از فرمولاسیون‌های برگزیده به منظور دارورسانی درون سلولی در مدل استاندارد کشت سلولی (ماکروفاژهای موش Balb/c، سلول‌های J774) جهت ریشه کن کردن عفونت درون سلولی استافیلوکوک طلائی استفاده شد.
تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) از نانونیوزوم های متصل به سلول ماکروفاژ در دو بزرگنمایی
در این گزارش آمده است نانوحامل‌هایی با اندازه ذره ای ۳۰۰ تا۶۰۰ نانومتر نسبت به حامل‌های با اندازه ذره‌ای دیگر، توسط سلول‌های ماکروفاژ بهتر برداشت می‌شوند. از طرف دیگر افزایش نسبت کلسترول به سورفاکتانت غیر یونی باعث افزایش خصوصیت ضدباکتریایی نانونیوزوم خواهد شد.
این تیم تحقیقاتی هم اکنون در حال بررسی کاربرد نانونیوزوم‌ها برای انتقال سایر داروها از جمله دارو‌های ضد سرطان هستند.
این پژوهش‌ها حاصل همکاری دکتر حجت‌ا… صادقی- عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی اصفهان- دکتر وجیهه اکبری و همکارانشان است که نتایج آن در مجله‌ی Journal of Nanoparticle Research (جلد ۱۵، شماره۴، سال ۲۰۱۳، صفحات ۱ تا ۱۴) منتشر شده است.
