دانشمندان راهی برای درمان سرطان با نانوذرات اکسید آهن پیدا کردند
دانشمندان دانشگاه ITMO داروی ضد تومور را به صورت غیرتهاجمی از ظروف پلیمری اصلاحشده با نانوذرات اکسید آهن در داخل سلولهای سرطانی اولیه آزاد کردند.
این مفهوم مبتنی بر برهمکنش نانوذرات اکسید آهن نیمههادی رزونانسی Fe2O3 با نور است. ذراتی که قبلاً با داروی ضد تومور بارگذاری شدهاند، به صورت درونتنی تزریق میشوند و بیشتر در نواحی تومور تجمع مییابند.
برای آزادسازی غیرتهاجمی دارو، ذرات حامل باید به نور حساس باشند. برای این منظور، ظروف پلیمری (کپسولها) را میتوان با نانوذرات نیمههادی رزونانسی اکسید آهن اصلاح کرد.
هنگامی که با نور تابش میشوند، گرم میشوند و باعث آزادسازی دارو میشوند. این تحقیق در Laser and Photonics Reviews منتشر شده است.
امروزه، داروهای ضد سرطانی وجود دارند که میتوانند تومورهای بدخیم را به طور مؤثر درمان کنند.
متأسفانه، آنها نه تنها بر سلولها و بافتهای بدخیم، بلکه بر سلولهای سالم نیز تأثیر میگذارند.
بنابراین، نیاز به رویکردهای جدید برای درمان سرطان وجود دارد. یک روش قدرتمند برای غلبه بر مانع ذکر شده، دارورسانی با میکرو و نانوذرات است که امکان تجمع مقادیر زیادی دارو در نزدیکی ناحیه تومور را با حداقل غلظت سیستمیک این داروهای بسیار سمی در کل ارگانیسم فراهم میکند.
یکی دیگر از مزایای نانوذرات اکسید آهن این است که نه تنها یک نانوگرمکن کارآمد، بلکه یک نانودماسنج موضعی نیز هستند. این بدان معناست که میتوانید هنگام گرم کردن ذرات، دما را کنترل کنید و از این طریق از گرم شدن بیش از حد سلولها و بافتهای سالم جلوگیری کنید.
میخائیل وی. زیوزین میگوید: «ما سیستمهای خود را به صورت آزمایشگاهی (in vitro) روی سلولهای بنیادی و تومور آزمایش کردهایم.
سلولهای بنیادی به عنوان مدلی از سلولهای سالم در آزمایش و سلولهای تومور به عنوان مدلی از سلولهای بیمار استفاده شدند.
در نتیجه، داروی ضد تومور بر سلولهای تومور تأثیر گذاشت، زیرا تحت تابش لیزر قرار گرفتند و تقریباً هیچ سمیتی در سلولهای سالم مشاهده نشد.
سلولهای کنترل نیز از آزمایش جان سالم به در بردند، به این معنی که سلولهای تومور در نتیجه آزادسازی دارو از بین رفتند. به این ترتیب ما سیستمهای حساس به نور کارآمدی را برای دارورسانی نوری ایجاد کردیم.»
سیستمهای دارورسانی همچنین میتوانند به عنوان نانودماسنجهای موضعی استفاده شوند که آنها را به سیستمهای چندکاره تبدیل میکند.
«در این مورد، نانوذرات هم به عنوان مبدل نور به گرما و هم به عنوان دماسنج عمل میکنند.
نکته اینجاست که اندازهگیری دما در چنین نواحی کوچکی بسیار دشوار است. به عنوان مثال، روشهایی وجود دارد که از رنگهایی استفاده میکنند که میسوزند و در دمای خاصی نور نمیدهند.
اما مشکل این است که تنها چیزی که میتوانیم از آن بفهمیم این است که آیا دما بالاتر یا پایینتر از یک مقدار خاص است یا خیر. ما هیچ جزئیاتی دریافت نخواهیم کرد.
از سوی دیگر، نانوذرات نیمههادی میتوانند به طور مؤثر نور را جذب کرده و آن را به گرما تبدیل کنند.
به همین دلیل، فرکانس نوسان شبکه کریستالی آنها کمی تغییر میکند و نور به شیوهای متفاوت شروع به پراکندگی میکند.
ما میتوانیم از این تغییرات برای تعیین میزان گرم شدن ذره و همچنین مشاهده این دادهها روی طیفسنج استفاده کنیم.» این را جورج زوگراف توضیح میدهد.
تیم بینالمللی
در سال ۲۰۱۷، جورج زوگراف، دانشجوی دکترا در دانشکده فیزیک و مهندسی ITMO، تحت راهنمایی پروفسور سرگئی ماکاروف، یک اثر علمی اختصاص داده شده به گرمایش القایی نوری و اندازهگیری همزمان دما در نانوذرات نیمههادی رزونانسی منتشر کرد.
مدتی بعد، میخائیل وی. زیوزین، محقق دانشکده فیزیک و مهندسی ITMO که در تحقیقات بیوفیزیکی تخصص دارد، به این تیم پیوست.
کمک او امکان اعمال اثراتی را که جورج و سرگئی قبلاً در زمینههای زیستشناسی و پزشکی، یعنی در دارورسانی، مطالعه کرده بودند، فراهم کرد.
یک تیم بینالمللی از فیزیکدانان، شیمیدانان و زیستشناسان، یک مطالعه میانرشتهای در زمینه آزادسازی غیرتهاجمی داروهای محصور شده در کپسولهای پلیمری تحت تابش نوری انجام دادند. دانشمندان دانشگاه ITMO مسئول سنتز و توصیف نوری نانوذرات اکسید آهن و همچنین کپسولهای پلیمری بودند.
همکاران فرانسوی آنها در توصیف ساختاری مواد سنتز شده کمک کردند. محققان چینی به تجسم فرآیند آزادسازی ترکیبات زیستفعال از کپسولها تحت تابش لیزر کمک کردند، و در نهایت، محققان دانشگاه پزشکی ایالتی پاولوف اول سن پترزبورگ آزمایشهایی را در مورد رساندن داروی ضد سرطان به سلولهای تومور اولیه انجام دادند.
محققان قصد دارند کار خود را ادامه دهند و نتایج فعلی خود را توسعه دهند. آنها قصد دارند سال آینده آزمایشهای پیشبالینی را روی حیوانات در داخل بدن انجام دهند.
لینک مفید:محققان ماده ضد سرطان جدیدی تولید کردند
بیشتر بدانید:بررسی داروی طبیعی ضد سرطان توسط محققین
بیشتر بخوانید:نانوذرات میتوانند ایمونوتراپی(ایمن درمانی) سرطان را تقویت کنند
تاریخ:1404/9/25
مهسا نعمتی
