نانوحامل هوشمند برای عبور دارو از سد تومور مغز طراحی شد

باشگاه خبرنگاران جوان - به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، این فناوری می‌تواند نفوذ عمیق به بافت‌های توموری و جذب سلولی دارو را به‌طور همزمان افزایش دهد و از اثرات مخرب محیط اسیدی خارج سلولی جلوگیری کند.

نانوحامل‌های PAMAM توسعه‌یافته با برخورداری از قابلیت تغییر اندازه و بار سطحی، نویدبخش درمانی با کارایی بالاتر، کاهش مقاومت دارویی و کمترین آسیب به بافت‌های سالم هستند و مسیر تازه‌ای برای توسعه درمان‌های سرطان با ریسک کمتر بازگشت بیماری فراهم می‌کنند. نتایج آزمایش‌ها نشان داده است که این نانوحامل‌ها در عین حفاظت از دارو، فعالیت ضدتوموری قابل توجهی دارند.

در دنیای سرطان‌درمانی، یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها نفوذ دارو‌ها به عمق بافت‌های توموری و جذب مؤثر توسط سلول‌ها است. بسیاری از دارو‌های شیمی‌درمانی حتی در صورت ورود به تومور، نمی‌توانند به بخش‌های داخلی برسند و یا در محیط اسیدی خارج سلولی غیر فعال می‌شوند. به همین دلیل، پژوهشگران به دنبال طراحی نانوحامل‌هایی هستند که بتوانند اندازه و بار سطحی خود را با شرایط محیطی تنظیم کنند و همزمان دارو را به درون سلول منتقل کنند.

در این راستا، تیم پژوهشی دانشگاه علوم پزشکی تهران و همکاران بین‌المللی موفق به ساخت پلی‌آمیدوآمین (PAMAM) مگامر‌های قابل تغییر اندازه و بار (SChPMs) شدند که برای انتقال داروی دوکسوروبیسین طراحی شده‌اند.

این نانوحامل‌ها با اتصال دندریمر‌های PAMAM از طریق پیوند‌های حساس به pH و پوشش PEG سطحی ساخته شده‌اند. در محیط خنثی (pH ۷.۴)، اندازه و بار سطحی این ذرات حدود ۱۰۰ نانومتر و +۰.۷۵ میلی‌ولت بود، اما در محیط اسیدی خارج سلولی تومور‌ها (pH ۶.۵)، اندازه ذرات به ۱۵ نانومتر کاهش یافته و بار سطحی به +۶.۷ میلی‌ولت افزایش یافت.

این تغییرات باعث شد نفوذ عمیق‌تر به تومور‌های سه‌بعدی و جذب مؤثرتر توسط سلول‌ها اتفاق بیفتد. به علاوه، نانوحامل‌ها دارو را از غیر فعال شدن در محیط اسیدی خارج سلولی محافظت کرده و توانستند مقاومت سلولی نسبت به دارو‌های آنتراسیکلین را به‌طور چشمگیری کاهش دهند.

آزمایش‌های حیوانی با استفاده از موش‌های مبتلا به تومور ۴ T ۱ نشان داد که این نانوحامل‌ها فعالیت ضدتوموری قابل توجهی دارند و در عین حال کمترین آسیب بافتی را ایجاد می‌کنند.

پژوهشگران با تاکید بر اهمیت همکاری بین روش‌های آزمایشگاهی و شبیه‌سازی مولکولی، اعلام کردند که طراحی این نانوحامل‌ها نه تنها کارایی درمانی دارو را افزایش می‌دهد، بلکه می‌تواند مسیر توسعه فناوری‌های بالینی مشابه برای درمان انواع سرطان‌ها را هموار کند. علاوه بر این، تغییر اندازه و بار سطحی ذرات باعث افزایش فرآیند اندوسیتوز سلولی شده و نفوذ به نقاط عمیق‌تر تومور را تسهیل می‌کند.

نانوحامل‌های PAMAM توسعه‌یافته می‌توانند داروی دوکسوروبیسین را به طور مؤثر به مناطق داخلی تومور منتقل کرده و از غیرفعال شدن آن در محیط اسیدی جلوگیری کنند. این ویژگی، نقطه قوت مهمی در برابر محدودیت‌های دارویی فعلی محسوب می‌شود و راه را برای درمان‌های هدفمند و با اثرات جانبی کمتر باز می‌کند.

این تحقیق نمونه‌ای موفق از نوآوری در طراحی نانوحامل‌ها و استفاده هوشمندانه از خواص محیطی تومور است که می‌تواند کاربرد‌های گسترده‌ای در توسعه درمان‌های سرطان با قابلیت نفوذ بالا و محافظت از دارو داشته باشد. نانوحامل‌های PAMAM با تغییر اندازه و بار سطحی، نشان دادند که می‌توانند همزمان دو چالش اصلی درمان سرطان یعنی نفوذ عمیق و جذب سلولی مؤثر را حل کنند.

این یافته‌ها مسیر تازه‌ای برای تحقیقات بالینی، طراحی دارو‌های هدفمند و توسعه درمان‌های مبتنی بر نانوفناوری فراهم می‌آورد و نویددهنده نسل جدیدی از دارو‌های ضدسرطان با کارایی بالا و آسیب حداقلی به بافت‌های سالم است.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Switchable PAMAM megamers for deep tumor penetration and enhanced cell uptake در نشریه Journal of Controlled Release به چاپ رسیده است.