نانوحامل پلیمری، ماشین انتقال هدفمند دارو به بافت سرطانی

محققان دانشگاه اصفهان با همکاری پژوهشگران ژاپنی موفق به ساخت آزمایشگاهی نانوحامل‌ پلیمری شده‌اند که بتواند داروی ضدسرطان را به صورت هدفمند به بافت سرطانی انتقال دهد. زیست‌سازگاری، افزایش حلالیت و کاهش سمیت داروی ضدسرطان از ویژگی‌های این نانوحامل است. گفتنی است این نانوحامل بر پایه‌ی اکسید گرافن طراحی شده‌است.

سرطان یکی از دلایل اصلی مرگ و میر و از عوامل تهدید کننده‌ی حیات بشر است. در چند دهه‌ی اخیر با موفقیت‌های به دست آمده در حوزه‌ی علوم پزشکی و مهندسی زیست-پزشکی، پیشرفت‌های خوبی در زمینه‌های درمان سرطان همچون شیمی درمانی، رادیو درمانی، جراحی و سرکوب هورمونی حاصل شده‌است. با این حال شیمی درمانی به‌عنوان راهکار با موانع بزرگی جهت رسیدن به یک درمان موفقیت‌آمیز مواجه است.

به گفته‌ی متین اسلامی- فارغ التحصیل دکترای تخصصی نانوبیوتکنولوژی از دانشگاه اصفهان- عوامل شیمی درمانی مرسوم آب‌گریز بوده و همچنین فاقد اختصاصیت برای سلول‌های سرطانی هستند. این عوامل منجر به کاهش کارایی درمانی و افزایش اثرات جانبی داروی ضدسرطان می‌شوند؛ بنابراین طراحی و توسعه‌ی نانوسامانه‌های دارورسان کارآمد با توانایی بهبود کارایی عوامل درمانی یک نیاز اساسی است که علوم دارویی جدید با آن روبرو هستند.

وی در ادامه عنوان کرد: «در این پژوهش نانوسامانه‌ی دارویی بر مبنای نانوورقه‌های اکسید‌گرافن (GO) و پلیمر پرشاخه پلی‌گلیسرول HPG، به وسیله‌ی یک راهکار تک مرحله‌ایی، به منظور رهاسازی کنترل شده‌ی ترکیب ضدسرطان کوئرستین آماده شد. این ترکیب دارای خواص مختلفی از جمله خواص ضد‌اکسیدانی، ضد‌ویروسی و ضد‌‌التهابی است و با آشکارسازی فعالیت‌های زیستی همچون القای آپوپتوز، مهار رگزایی، مهار چرخه‌ی سلولی و فعالیت ضدتکثیری را در برابرانواع سلول‌های کارسینومای انسانی به نمایش گذاشته است.»

اسلامی ویژگی‌های برجسته‌ی نانوحامل طراحی شده را چنین برشمرد: «استفاده از این نانوحامل منجر به افزایش حلالیت، افزایش توان بارگذاری، رهاسازی کنترل شده و کاهش سمیت  ترکیب ضد سرطان کوئرستین می‌شود. اندازه‌ی نانوذرات مورد استفاده در کنار زیست سازگاری پلیمر مربوطه منجر به ایجاد بستر مناسبی برای بارگذاری ترکیب ضدسرطان آب‌گریز کوئرستین بوده است.»

وی در ادامه افزود: «رهاسازی انفجاری در زمان‌های اولیه و رهاسازی سریع در شرایط خنثی، پدیده‌ی مطلوبی در دارورسانی عوامل دارویی ضدسرطان نیست. چون دارو به سرعت پیش از رسیدن به بافت هدف به وسیله‌ی ماکروفاژهای سیستم رتیکلواندوتلیال از جریان خون حذف می‌شود. اما این نانوحامل دارورسان قابلیت رهاسازی کنترل‌شده را فراهم کرده‌است. بافت‌های توموری و سالم به ترتیب دارای ریز محیط اسیدی (6/8-6/5= pH) و خنثی (7/4= pH) هستند؛ بنابراین، رهاسازی پایدار و سریع‌تر در محیط اسیدی در مقایسه با محیط خنثی، یک ویژگی ممتاز برای این نانوحامل در مقایسه با سایر نانوحامل‌ها در نظر گرفته می‌شود و به این ترتیب می‌تواند یک رهاسازی کنترل شده و هدفمند را رقم بزند.»

به گفته‌ی این محقق، این طرح تنها در مرحله‌ی برون‌تنی (in vitro) مورد بررسی قرار گرفته است و نیاز حتمی به انجام آزمون‌های درون تنی (in vivo) از جمله خون‌سازگاری و بررسی عملکرد سیستم کمپلمان و مطالعه‌ی بلند مدت سمیت‌های بافتی دارد تا درصورت موفقیت آمیز بودن، وارد مراحل بالینی و در نهایت تجاری سازی شود.

وی همچنین در خصوص سایر موارد بررسی شده در این مطالعه گفت: « در این طرح از دو روش مختلف برای تهیه‌ی نانوورقه‌های اکسید گرافن از پودر گرافیت استفاده شد. نتایج به دست آمده از این پژوهش حاکی از این است که ورقه‌های اکسیدگرافن که به روش اصلاح شده‌ی هامرز  (MGO) سنتز شدند، به دلیل دارا بودن ساختار منظم‌تر نسبت به روش بهبودیافته هامرز (IGO)، بستر مناسب‌تری را جهت پوشش‌دهی پلیمری، به‌طور ویژه پلیمر پر شاخه‌ی پلی‌گلیسرول، فراهم می‌کنند.»

گفتنی است در این طرح طیف سنجی تبدیل فوریه‌ی‌ مادون قرمز FTIR، پراش اشعه‌ی ایکس XRD، توزین حرارتی TGA، میکروسکوپ نیروی اتمی AFM، میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی FE-SEM، رامان، طیف سنجی انتشاری انرژی پرتو (EDAX X)، محاسبات مربوط به شاخص‌های بار‌گذاری، بررسی رهایش کوئرستین از نانوحامل‌ها، سنجش سمیت با استفاده از کیت شمارش سلولی CCK-8 و بررسی کمی دریافت سلولی از جمله آزمون‌های انجام شده جهت بررسی خواص و کارایی نانوحامل سنتزشده است.

این پژوهش حاصل همکاری دکتر علی ضرابی- عضو هیأت علمی دانشگاه اصفهان- متین اسلامی- دکترای نانوبیوتکنولوژی دانشگاه اصفهان- و محققانی از مؤسسه‌ی فوق پیشرفته ریکن ژاپن است. نتایج این کار در مجله‌ی International Journal of Nanomedicine با ضریب تأثیر4/37 ( جلد 13، سال 2018، صفحات 6059 تا 6071) به جاپ رسیده‌است.