سرطان از طریق حباب های نامرئی از یک اندام به عضو دیگر منتقل می شود و درک این پیام رسان های میکروسکوپی می تواند انقلابی در مبارزه با متاستاز سرطان ایجاد کند.
به گزارش ایسنا، پیشگیری از انتشار سرطان در بدن هدف «واحه نرگویزیان» استاد دانشگاه صنعتی ÉTS و تیمش در گروه مهندسی برق این دانشگاه است.
نرگیزیان می گوید: «ما با پروفسور جولیا برنیر و زیست شناسان مؤسسه تحقیقاتی مرکز بهداشت دانشگاه مک گیل کار می کنیم تا بفهمیم سرطان ها چگونه متاستاز می دهند. یعنی چگونه به اندام های دیگر حمله می کنند.
وی افزود: حدود هشت سال است که تیم من روی نانوذرات لیپیدی کار می کند که اندازه آنها به زحمت 100 نانومتر است و با چشم غیر مسلح دیده نمی شود. اولین وظیفه ما درک مسیر متاستاز است، سپس سعی می کنیم راه های مختلف تزریق دارو به بدن را شناسایی کنیم.
نانوذرات لیپید، مانند لیپوزومها، با رویکردهای سنتی درمان سرطان متفاوت هستند، زیرا داروها را مستقیماً به سلولهای تومور میرسانند. این امر باعث افزایش اثربخشی و کاهش سمیت در مقایسه با شیمی درمانی سنتی می شود.
محققان نشان دادهاند که لیپوزومها تومورها را به طور مؤثرتری هدف قرار میدهند و عوارض جانبی را کاهش میدهند، در حالی که برخی دیگر مشاهده کردند که این نانوداروها نفوذ و ویژگی درمان را بهویژه در مورد متاستاز بهبود میبخشند.
این نتایج تأیید میکند که نانوداروها میتوانند درمانهای سرطان را هدفمندتر، مؤثرتر و قابل تحملتر کنند.
ذرات کوچکی که مسئول گسترش سرطان هستند
هر سلول بدن ما، چه سالم و چه سرطانی، ذرات ریزی ترشح می کند که وزیکول های خارج سلولی نامیده می شوند. این حباب های کوچک که از لیپیدها و پروتئین ها تشکیل شده اند، حامل اطلاعات ژنتیکی نیز هستند.
هنگامی که یک سلول سرطانی وزیکول های خود را در جریان خون آزاد می کند و به یک سلول سالم می رود، می تواند DNA خود را تغییر داده و آن را به سلول سرطانی تبدیل کند. بدین ترتیب سرطان به سایر اندام ها مانند کبد سرایت می کند. این مکانیسم اساس متاستاز را تشکیل می دهد.
مشکل اینجاست که برداشتن و بررسی این وزیکولهای طبیعی فرآیندی طولانی و دشوار است. محققان برای سرعت بخشیدن به تحقیقات خود، با استفاده از دستگاه های کوچکی به نام میکرومیکسر، نسخه های مصنوعی به نام لیپوزوم تولید می کنند.
محققان با مخلوط کردن محلولهای مختلف (لیپیدها، پروتئینها، آب و اتانول)، ذراتی را ایجاد میکنند که شبیه وزیکولهای طبیعی هستند. چالش بعدی این است که بفهمیم کدام لیپیدها و پروتئین ها در وزیکول های خارج سلولی برای تولید لیپوزوم وجود دارند. سپس این لیپوزوم ها را به سلول های سرطانی کبد تزریق می کنیم تا ببینیم چگونه واکنش نشان می دهند. هرچه سلول های بیشتری این ذرات را حفظ کنند، کپی ها بیشتر از واقعیت تقلید می کنند.
در یک آزمایش رایج، لیپوزوم ها با پارامترهای دقیق برای بازتولید اندازه و بار وزیکول های خارج سلولی ساخته می شوند. آنها همچنین می توانند با رنگ آمیزی با یک نشانگر فلورسنت تجسم شوند.
سپس این لیپوزوم ها با سلول های سرطانی رشد یافته در آزمایشگاه انکوبه می شوند. این امکان فیلمبرداری و اندازه گیری نحوه و سرعت جذب لیپوزوم ها توسط سلول های سرطانی و بیان آن ها را بدون ایجاد اختلال در سلول ها فراهم می کند.
نتایج پژوهشگران نشان می دهد که هرچه لیپوزوم ها از نظر اندازه و بار به وزیکول های طبیعی شباهت بیشتری داشته باشند، جذب آنها موثرتر است. این به آنها اجازه می دهد تا ببینند که چگونه ترکیب شیمیایی و فیزیکی آنها بر نحوه جذب آنها توسط سلول ها و نقش احتمالی آنها در رشد تومور تأثیر می گذارد.
مشاهده رفتار لیپوزوم ها
هدف ما این است که بفهمیم این وزیکول های خارج سلولی چگونه به سلول های کبدی منتقل می شوند و باعث متاستاز می شوند. چالش این است که اطمینان حاصل شود که این لیپوزوم ها می توانند واقعاً رفتار وزیکول های خارج سلولی را تقلید کنند.
به گفته محققان، ما در حال حاضر به نرخ بازده 50 درصدی برای کپسوله کردن پروتئین دست مییابیم و هدف ما افزایش این میزان به 90 درصد است. ما همچنین امیدواریم که این به ما امکان دهد نحوه تشکیل متاستازها را روشن کنیم و در نتیجه از آنها جلوگیری کنیم.
پس از توسعه این تکنیک، تیم تحقیقاتی آزمایشاتی را روی موش ها انجام خواهند داد.
در درازمدت، این میتواند با جلوگیری از تشکیل متاستاز و افزایش شانس بقا، برای بسیاری از بیماران، تغییری در بازی ایجاد کند و هدف محققان درک و پیشگیری از متاستازها است.
به سوی درمان های جدید
هدف این تیم تحقیقاتی نه تنها درک این فرآیند، بلکه توسعه سلاح های جدید علیه سرطان است. ایده این است که از این لیپوزوم ها به عنوان شاتل های کوچکی استفاده شود که بتواند داروها را مستقیماً به سلول های سرطانی برساند.
قطر لیپوزوم ها بسته به اندام سرطانی که باید درمان شود متفاوت است. بنابراین، تعریف دقیق و درک خواص این لیپوزوم ها بسیار مهم است. به عنوان مثال، محققان در حال حاضر در حال آزمایش کپسولاسیون زردچوبه هستند که برای خواص ضد سرطانی آن در حال بررسی است. محققان همین کار را انجام می دهند تا ببینند سلول های سرطانی چگونه به این لیپوزوم ها پاسخ می دهند.
زردچوبه و به خصوص کورکومین موجود در آن با کاهش رشد سلول های تومور و افزایش دفع آنها توسط بدن به مبارزه با سرطان کمک می کند.
بسیاری از مطالعات اثرات ضد التهابی و آنتی اکسیدانی زردچوبه را تایید کرده اند که ممکن است عملکرد درمان های سرطان را بهبود بخشد. با کپسوله کردن زردچوبه در لیپوزوم ها، محققان توانایی آن را برای رسیدن به سلول های بیمار و هدف قرار دادن آن بهبود می بخشند.
علاوه بر این مولکول، در حال حاضر از مولکول های دیگری مانند پاکلیتاکسل به صورت لیپوزوم در درمان سرطان استفاده می شود. پاکلیتاکسل کپسول دار انتقال و تحمل دارو را بهبود می بخشد.
همچنین استراتژیهای نوآورانهای وجود دارد که از لیپوزومها برای تحویل قطعات کوچک DNA یا آنتیبادیها استفاده میکنند که به عنوان پیامرسانی عمل میکنند که به بدن کمک میکند سلولهای بیمار را بهتر تشخیص دهد و با آنها مبارزه کند.
این رویکردها در چندین مطالعه علمی تایید شدهاند و در حال حاضر در درمانهای سرطان خاصی استفاده میشوند. پیشرفت های جدیدی هر ساله برای بهبود اثربخشی و ایمنی آنها انجام می شود.
محققان میگویند با استفاده از لیپوزومها برای بازسازی وزیکولهای طبیعی منتشر شده توسط سلولهای سرطانی در بدن، تیم ما امیدوار است که راز چگونگی گسترش سرطان را باز کند و روشهای موثر برای جلوگیری از آن را شناسایی کند. تحقیقات ما راه را برای درمان های هدفمندتری هموار می کند که می تواند از متاستاز جلوگیری کرده و بقای بیمار را بهبود بخشد.