پژوهشگران دانشگاه ایالتی اورگن با طراحی نانوذرات لیپیدی پوشیدهشده با قند مانوز، روشی نوین برای عبور دارو از سد خونی-مغزی و هدف قرار دادن سلولهای گلیوبلاستوما ارائه کردهاند. این فناوری در آزمایشهای حیوانی علاوه بر کوچک کردن تومورها، میانگین زمان بقا را حدود ۵۰ درصد افزایش داده است.
به گزارش سیناپرس، گروهی از پژوهشگران دانشگاه ایالتی اورگن آمریکا، با بهرهگیری از فناوری نانو، روشی نوآورانه برای درمان گلیوبلاستوما، تهاجمیترین نوع سرطان مغز، ارائه کردهاند. در این روش، نانوذرات لیپیدی حامل پیامرسان ژنتیکی با یک لایه قندی پوشانده شدهاند تا بتوانند از سد خونی-مغزی عبور کرده و داروی خود را مستقیماً به سلولهای سرطانی برسانند.
نتایج آزمایشهای حیوانی نشان میدهد این فناوری علاوه بر کوچک کردن تومورها، توانسته است میانگین زمان بقای مبتلایان را تا ۵۰ درصد افزایش دهد؛ دستاوردی که میتواند افق تازهای برای درمان سرطانهای مغزی مقاوم به درمان ایجاد کند.
پژوهشگران دانشگاه ایالتی اورگن (Oregon State University) موفق شدهاند با توسعه یک سامانه پیشرفته دارورسانی مبتنی بر فناوری نانو، یکی از بزرگترین چالشهای درمان سرطان مغز را هدف قرار دهند.
این فناوری که نتایج آن در نشریه Journal of Controlled Release منتشر شده است، از نانوذرات لیپیدی پوشیدهشده با قند طبیعی «مانوز» برای انتقال مواد ژنتیکی درمانی به درون مغز استفاده میکند؛ روشی که در آزمایشهای حیوانی نتایج امیدوارکنندهای در مقابله با گلیوبلاستوما، مرگبارترین نوع تومور مغزی، به همراه داشته است.
گلیوبلاستوما یکی از تهاجمیترین سرطانهای شناختهشده دستگاه عصبی مرکزی است که رشد بسیار سریعی دارد و درمان آن به دلیل نفوذ گسترده سلولهای سرطانی در بافت مغز با دشواری فراوان همراه است.
آمارها نشان میدهد کمتر از ۳۰ درصد بیماران، دو سال پس از تشخیص بیماری زنده میمانند و بیش از ۹۵ درصد آنها نیز کمتر از پنج سال پس از تشخیص جان خود را از دست میدهند. به همین دلیل، توسعه روشهای درمانی جدید برای این سرطان از اولویتهای مهم پژوهشهای پزشکی جهان محسوب میشود.
به گفته پژوهشگران، دو مانع اساسی همواره بر سر راه درمان مؤثر گلیوبلاستوما قرار داشته است. نخست، عبور دارو از سد خونی-مغزی؛ ساختاری محافظ که همانند یک فیلتر زیستی، از ورود بسیاری از مواد موجود در خون به بافت مغز جلوگیری میکند. دوم، رساندن دارو به گونهای که عمدتاً سلولهای توموری را هدف قرار دهد و کمترین آسیب را به بافت سالم مغز وارد کند.
برای غلبه بر این دو مانع، تیم تحقیقاتی به سرپرستی «اوله تاراتولا»، «اولنا تاراتولا» و «یون تائه گو» از دانشکده داروسازی دانشگاه ایالتی اورگن، نانوذرات لیپیدی ویژهای طراحی کردند که حامل RNA پیامرسان (mRNA) هستند. این RNA دستور ساخت پروتئینی به نام PTEN را به سلولها منتقل میکند؛ پروتئینی که نقش مهمی در مهار رشد سلولهای سرطانی دارد اما در بسیاری از بیماران مبتلا به گلیوبلاستوما، عملکرد یا بیان آن از بین رفته است.
بازگرداندن تولید این پروتئین در سلولهای سرطانی، میتواند دوباره مکانیسم طبیعی کنترل رشد سلولی را فعال کند و سرعت تکثیر تومور را کاهش دهد. با این حال، انتقال RNA به مغز بدون تخریب شدن، خود یکی از چالشهای مهم درمانهای ژنی محسوب میشود.
برای محافظت از این محموله ژنتیکی، پژوهشگران از مشتقی از کلسترول با بار مثبت استفاده کردند که موجب پایداری RNA در داخل نانوذرات میشود و از تخریب آن پیش از رسیدن به مقصد جلوگیری میکند.
اما مهمترین نوآوری این پژوهش، پوشاندن سطح نانوذرات با قند مانوز است. مانوز از نظر ساختار شباهت زیادی به گلوکز دارد؛ قندی که منبع اصلی تأمین انرژی بدن محسوب میشود. سلولهای تشکیلدهنده دیواره رگهای مغزی دارای پروتئینی انتقالدهنده به نام GLUT۱ هستند که وظیفه انتقال گلوکز از جریان خون به مغز را بر عهده دارد.
نکته مهم اینجاست که این ناقل زیستی، مانوز را نیز به رسمیت میشناسد و قادر است آن را از سد خونی-مغزی عبور دهد.
پژوهشگران با بهرهگیری از این ویژگی طبیعی، سطح نانوذرات را با تراکم بالایی از مولکولهای مانوز پوشاندند. برای دستیابی به این هدف، آنها مانوز را بهصورت شیمیایی به کلسترول، یکی از اجزای اصلی ساختار نانوذرات، متصل کردند. این طراحی باعث شد میزان پوشش قندی روی نانوذرات حدود شش برابر افزایش یابد و شانس اتصال آنها به ناقلهای GLUT۱ و عبور از سد خونی-مغزی به شکل محسوسی بیشتر شود.
از سوی دیگر، سلولهای گلیوبلاستوما به دلیل نیاز بالای خود به انرژی، مقدار بسیار بیشتری از پروتئین GLUT۱ را نسبت به سلولهای سالم مغز بیان میکنند. به همین دلیل، پس از عبور نانوذرات از سد خونی-مغزی، این ذرات بهطور ترجیحی در بافت تومور تجمع پیدا میکنند و محموله درمانی خود را مستقیماً به سلولهای سرطانی تحویل میدهند. این هدفگیری هوشمند، احتمال آسیب به بافتهای سالم را نیز کاهش میدهد.
نتایج آزمایشها روی مدلهای حیوانی بسیار امیدوارکننده بوده است. محققان گزارش کردند که با تزریق مکرر این نانوذرات، اندازه تومورها بهطور محسوسی کاهش یافت و میانگین زمان بقای حیوانات مبتلا به گلیوبلاستوما حدود ۵۰ درصد افزایش پیدا کرد.
نکته قابل توجه آن است که در طول دوره درمان، هیچ نشانهای از سمیت یا آسیب قابل اندازهگیری در اندامهای اصلی بدن مشاهده نشد؛ موضوعی که یکی از مهمترین شاخصهای ایمنی در توسعه داروهای جدید به شمار میرود.
به اعتقاد پژوهشگران، این فناوری میتواند فراتر از درمان گلیوبلاستوما نیز کاربرد داشته باشد. اگر امکان انتقال ایمن RNA و سایر مولکولهای درمانی از سد خونی-مغزی فراهم شود، میتوان از این بستر برای درمان بسیاری از بیماریهای عصبی و مغزی که تاکنون به دلیل محدودیتهای دارورسانی درمان مؤثری نداشتهاند، استفاده کرد.
کارشناسان حوزه نانودارو نیز این پژوهش را نمونهای از تلفیق هوشمندانه زیستشناسی، فناوری نانو و درمانهای ژنی میدانند.
به نقل از نانو ایران، بهرهگیری از مسیرهای طبیعی انتقال مواد به مغز، در کنار طراحی نانوحاملهای هدفمند، میتواند نسل جدیدی از داروهای دقیق را برای مقابله با بیماریهای پیچیده مغز در اختیار پزشکان قرار دهد.
اگرچه این فناوری هنوز در مراحل پیشبالینی قرار دارد و برای ورود به کارآزماییهای انسانی به مطالعات بیشتری نیاز است، اما نتایج اولیه نشان میدهد که استفاده از نانوذرات پوشیدهشده با قند میتواند راهکاری مؤثر برای عبور از یکی از مستحکمترین سدهای زیستی بدن باشد؛ دستاوردی که شاید در آینده، چشمانداز درمان یکی از کشندهترین سرطانهای مغز را دگرگون کند.