| در رابطه با اهداف و چالش‌هاي انستيتوملي سرطان در خصوص رنج مبتلايان
به اين بيماري و مرگ و مير ناشي از آن و به منظور دسترسي به اين اهداف تا
سال 2015، تعدادي از زمينه‌هايي که مي‌تواند سهم عمده‌اي از کاربردهاي
فناوري‌نانو در سرطان داشته باشد، توجه بسياري را به خود جلب نمود. تاکنون تعامل ميان فناوري‌نانو در زمينۀ سرطان و زيست‌شناسي سرطان، تحولي عظيم در روشهاي تشخيص، درمان و پيشگيري از سرطان ايجاد کرده است، که اين دستاوردها آغازي براي رسيدن به کاربردهاي باليني مي‌باشند. فناوري‌نانو با ارائه ابزارهاي جديد موجب تسريع روند تشخيص سرطان در مراکز درمان سرطان و آزمايشگاه‌هاي تحقيقاتي و نيز درک چگونگي عوامل و فرآيندهاي ايجاد کنندۀ اين بيماري و دلايل پيشرفت آن، گشته است. به گفتۀ Andro von eschenbach، سرپرست انستيتو ملي سرطان، فناوري‌نانو، دانش مربوط به مقياس‌هاي کوچک، در حال جذب بزرگ‌ترين دانشمندان از سراسر دنيا در زمينه‌هاي گوناگون علمي و مهندسي مي‌باشد و هدف آن معطوف و هماهنگ كردن استعدادها و ذهن آنها بر روي حل مسائل و مشکلاتي است که بر سر راه تحقيقات در مورد تجهيزات درمان باليني وجود دارد. به عقيدۀ وي، نانومواد و نانوابزارها نقشي بي‌نظير و حياتي را در تبديل دانش به پيشرفت‌هاي مفيد باليني در زمينۀ تشخيص و درمان سلول‌هاي سرطاني ايفا ميکنند، كاري که با انجام آن روند تشخيص و درمان و نهايتاَ پيشگيري از سرطان کاملاَ متحول خواهد شد. مثالي که مي‌تواند به منظور درک بيشتر پتانسيل وسيع فناوري‌نانو در زمينۀ تغيير روشهاي تشخيص و درمان سرطان به کار رود استفاده از نانوذرات مي‌باشد. دکترParas Prasad از گروه شيمي دانشگاه بوفالو و دکتر Raoul kopelman از گروه فيزيک دانشگاه ميشيگان، نانوذرات کروي توليد نمودند که شکلي شبيه به توپ‌هاي تنيس، البته با ابعادي برابر با يک ده‌هزارم يک سر سوزن، دارند. اين نانوذرات به‌طور همزمان قادر به تشخيص تومورهاي سرطاني بسيار ريز و نيز انتقال داروهاي بسيار مؤثر و نابود کنندۀ اين سلول‌ها در يک موجود زنده مي‌باشند. استفاده از اين نانوذرات به عنوان دارو و براي درمان سلول‌هاي بدخيم سرطاني هيچ‌گونه تأثير سوئي بر سلول‌ها و بافت‌هاي سالم بدن بر جاي نمي‌گذارند. پس از رسيدن اين نانوذرات به تومورها، داروهاي درون آنها به وسيله نوارهاي باريک نور ليزر فعال مي‌شوند. اين نانوذرات همچنين قادر به مشخص نمودن ميزان تأثير درمان بر سلول‌هاي بدخيم مي‌باشند. اين ايدۀ بزرگ که تنها با تزريق يک عامل بتوان تشخيص، درمان و گزارش در مورد ميزان اثر بخشي درمان را انجام داد، امري است که فقط با کمک فناوري‌نانو ميسر مي‌شود. اين يک دانش جديد نيست ولي بهتر است امروزه کار محققاني مانند دکتر kopelman و دکتر Prasad فناوري‌نانو را به يک موضوع داغ در سطح جهاني بدل و موجب افزايش توجهات عمومي و پوشش‌هاي خبري در اين مورد شده است. در اين ميان آنچه که غير عادي به نظر مي‌رسد اينست که چرا اين فناوري اين قدر دير به دست آمد، اما واقعيت امر اين است که شيميدانان، فيزيک‌دانان، مهندسان و زيست‌شناسان، مدت‌ها قبل از اينکه فناوري‌نانو به اين صورت در جهان فراگير شود هر کدام به گونه‌اي با آن سر و کار داشته‌اند.امروزه بسياري از شيميدانان و فيزيک‌دانان اين ادعا را دارند که از روزهاي آخر قرن بيستم، در حال کار در مقياس نانو- محدودۀ طولي100 -1 نانومتر- هستند. هموگلوبين، پروتئيني که وظيفۀ نقل و انتقال اکسيژن در جريان خون را به عهده دارد، داراي قطري برابر 5 نانومتر، 5 بيليونيوم يک متر، مي‌باشد. بيشتر مولکول‌هاي دارويي کوچک‌تر از يک نانومتر هستند و اين درحالي است که اتم‌هاي سيليکوني تشکيل دهندۀ يک تراشۀ کامپيوتري، داراي اندازه‌اي در حد يک دهم نانومتر مي‌باشند. اما کارکردن با اتم‌ها و مولکول‌ها، پروتئين‌ها، DNA و مطالعۀ آنها تنها چيزي نيست که محققان به دنبال آن هستند، بلکه انتظار و تعريف آنها از فناوري‌نانو مي‌تواند همان تعريف ارائه شده از سوي NNI باشد که فناوري‌نانو را زمينه‌اي از علم مي‌داند که شامل موارد زير است: - تحقيق و توسعۀ فناوري در سطوح اتمي، مولکولي يا ماکرو‌مولکولي، در مقياس طولي در حدود 100-1 نانومتر؛ - ساخت و به کارگيري ساختارها و ابزارها و سيستم‌هايي که به علت داشتن ابعاد کوچک يا متوسط خواص بي‌نظيري دارند؛ - توانايي کنترل يا دستکاري در مقياس اتمي. بر اساس اين تعريف، پيدايش فناوري‌نانو به سال 1985، و در پي کسب دو پيشرفتي که هر دو منجر به دريافت جايزۀ نوبل شدند بر مي‌گردد. اولين مورد مربوط به اختراع ميکروسکپ تونل‌زني عبوري يا STM در سال 1985 مي‌باشد که آن را دکترGerd Binnig و دکتر Heinrich Rohner، فيزيك‌دانان مؤسسۀ IBM، در زوريخ سوئيس انجام دادند. اين دو فيزيک‌دان با ارائۀ اين اختراع موفق به دريافت جايزۀ نوبل فيزيک در سال 1986 شدند. دومين پيشرفت، در يک دورۀ 11 روزه در همان سال 1985، در دانشگاه رايس حاصل شد. هنگامي که شيميدانان، دکتر Robert Curl Jr، دکتر ريچارد اسمالي و دکتر Harold Kroto، موفق به کشف ترکيب جديد کربني شدند که آن را باکي مينستر فولرين ناميدند که اصطلاحاَ به آن باکي‌بال گفته مي‌شود. بر خلاف ساير ترکيبات کربني که از تعداد نامحدودي اتم‌هاي کربن ساخته شده‌اند، اتم‌هاي تشکيل‌دهندۀ باکي‌بال‌ها محدود به 60 عدد مي‌باشد که اين تعداد اتم به صورت کروي و به شکل يک توپ فوتبال آرايش يافته‌اند و شکل اين ساختار براي اولين بار توسط معماري به نام باکي مينستر فولر ارائه شد. يافته‌هاي آنان بسيار بحث انگيز بود و نتيجۀ تلاش آنها براي کشف اين نانوذرات جديد نه تنها دريافت جايزۀ نوبل را براي آنها به دنبال داشت بلکه آغازي براي حجم وسيع تحقيقات در زمينۀ مواد نانومقياس گرديد. تولد فناوري‌نانو در زمينۀ سرطان را نيز مي‌توان به همان دورۀ زماني نسبت داد. در اين تحقيقات کمتر به ماهيت مواد پرداخته شد و توجهات، بيشتر به تحقيق در مورد چگونگي تأثير آنها بر سلامتي انسان و حفظ زندگي معطوف گرديد. در اواسط دهۀ 1980، ميکروبيولوژيستي به نام دکتر Adler Moor از دانشگاه کاليفرنيا و بيوتکنولوژيستي به نام دکتر Richard Proffitt، ذرات کروي نانومقياسي از چربي توليد نمودند که به ليپوزوم‌ها مشهور شدند. ليپوزوم‌ها محتوي داروي قوي اما بسيار سمي amphotericin B مي‌باشند. اين ماده که ترکيبي جديد از يک داروي قديمي مي‌باشد، به وسيلۀ سلول‌هاي سيستم ايمني که ماکروفاژ ناميده مي‌شوند ايجاد مي‌شود. ماکروفاژ‌ها در هر مکاني از بدن که قارچي رشد کرده باشد آزاد مي‌شوند. ليپوزوم‌ها، amphotericin B را از طريق سلول‌هاي حساس کليه نگه مي‌دارند. نتيجۀ تحقيقات توليد داروي جديد و سالم‌تري بود که فيزيک‌دانان معتقدند، استفاده از اين دارو موفقيت درمان را مخصوصاَ در مورد بيماران سرطاني که پيوندهاي مغز استخوان دريافت کرده‌اند، تضمين مي‌کند. در همين زمينه محققان ديگري نيز موفق به توليد ليپوزومهاي ديگري شدند كه قادرند به طور سالم‌تر و مؤثرتري عمل انتقال عوامل ضد سرطان به تومورها و در نتيجه درمان سرطان را انجام دهند. نويد فناوري‌نانو: اگرچه بعد از آن ليپوزومهاي اوليه، تعداد محصولات نانومقياس براي دستيابي انسان به کاربردهاي درماني و پزشکي اندك است، اما اين بدان معني نيست که فناوري‌نانوي مرتبط با درمان سرطان، به پايان راه خود رسيده است. اکثر شيميدانان، مهندسان و زيست‌شناسان دو دهۀ گذشته را صرف تسلط بر پيچيدگي‌هاي کار با مواد نانومقياس نموده‌‌اند، در نتيجه هم‌اکنون دانشمندان تصوير واضح‌تري از چگونگي ايجاد مواد نانومقياس با خصوصيات مورد نظر و مورد نياز براي کاربرد مؤثر در زندگي بشر را در پيش رو دارند. به گفتۀ دکتر Mauro Ferrari کار در مقياس نانو سخت‌تر از کارهايي است که در مورد محصولات ليپوزومي انجام گرفت و منجر به موفقيت شد. امروزه علي‌رغم تعداد وسيع محصولات نانومقياس که هم‌اکنون در دسترس مي‌باشند، کاربردهاي بالقوۀ اين نانومواد محدود است. اين محدوديت را مهندسان، شيميدانان و ديگران ايجاد نكرده اند بلکه از محدود بودن تصور و دانسته‌هاي ما در مورد زيست‌شناسي سرطان ناشي شده است. فناوري‌نانو در زمينۀ سرطان دربرگيرندۀ محدودۀ گسترده‌اي از مواد و روش‌هاست که متقابلاً براي حل و برطرف نمودن تعداد زيادي از مسائل و مشکلات در اين زمينه به کار مي‌رود، از جمله: - به زودي عوامل تصوير برداري و تشخيص بيماري، پزشکان را قادر به تشخيص سريع سرطان و درمان بسيار آسان خواهد نمود. - سيستم‌هايي که مي‌توانند ارزيابي‌هاي زمان واقعي از درمان‌ها و جراحي‌ها را براي تسريع فرآيند تفسير باليني ارائه نمايند. - تجهيزات چند کاره‌اي که مي‌توانند مرزهاي زيست‌شناسي را پشت سر گذاشته و عوامل دارويي چندگانه‌اي را با غلظت‌ها‌ي بالا در زمان و مكان مشخص به ياخته‌هاي سرطاني برسانند. - عواملي که قادرند تغيرات مولکولي در بدن را پيش‌بيني نمايند و نيز از بدخيم شدن سلول‌هايي که در مرحلۀ پيش‌سرطان هستند، جلوگيري کنند. - سيتم‌هاي نظارتي که توانايي تشخيص تغييرات ناگهاني و نيز علائم ژنتيکي را که نشان‌دهندۀ پيش‌زمينه‌هاي بروز سرطان هستند دارا مي‌باشند. - روشهاي منحصر به فرد براي کنترل علائم سرطاني که کيفيت زندگي را به‌طور مضري تحت تأثير قرار مي‌دهند. - ابزارهاي تحقيقاتي که محققان را قادر خواهد ساخت، ماهيت عوامل جديد براي توسعۀ روشهاي باليني و پيش‌بيني ميزان مقاومت دارو را سريع‌تر تشخيص دهند.نانوذرات داراي انواع مختلفي هستند و به‌طور حتم نقش مهمي را در جنبه‌هاي مختلف زندگي بازي ميکنند. هر نانوذره خصوصيات کاملاَ منحصر به فردي دارد و هر محقق نيز نانوذرات را به طريق خاصي براي توسعۀ روشهاي جديد در مورد تشخيص و درمان سرطان به کار مي‌برد، با اين همه چند ويژگي خاص در مورد نانو ذرات وجود دارد که موجب ايجاد پيوند ميان تمامي اين تلاش‌ها شده و زمينۀ وسيعي را براي کاربرد فناوري‌نانو در زمينۀ سرطان ايجاد مي‌کند. |
|
|
| در ابتدا، محققان نانو ذرات را به گونه‌اي طراحي نمودند که اتصال
مقادير مولکول‌ها از قبيل مولکول‌هاي دارو و يا مولکول‌هايي که قادر به هدف‌گيري
ذرات به سمت تومورها هستند، به سطح ذرات به آساني انجام گيرد. به عنوان
مثال، يک عامل هدف گيرندۀ متداول، مي‌تواند مولکول اسيد فوليک باشد که
اصطلاحاَ به آن فوليت نيز گفته مي‌شود. اين عامل قادر است گيرنده‌هاي فوليت
را که در سطح سلول‌هاي سرطاني وجود دارند، تشخيص داده و به آنها متصل شود. عامل هدف گيرندۀ ديگر يک آنتي بادي مي‌باشد که قادر به شناسايي و اتصال به پروتئيني به نام Her-2 که در نمونه‌هاي قطعي سرطان سينه وجود دارد، مي‌باشد. عامل ديگر يک آپتامر (يک قسمت از اسيد نوکلئيک که به عنوان يک آنتي بادي Super- charged عمل مي‌کند) مي‌باشد که پس از تشخيص آنتي‌ژن‌هاي ويژۀ سرطان پروستات، قادر است که به آنها متصل شود. سرطان‌شناسان به طور حتم در حال جست‌وجو براي يافتن اين قبيل علائم سطحي سلول مي‌باشند و هنگامي‌که کار آنها به نتيجه رسيد، فناوري‌نانوست‌ها به آنها ملحق شده تا عوامل هدف گيرندۀ مورد نياز را توليد نمايند و به اين ترتيب جعبۀ ابزار دانشمندان در زمينۀ تشخيص و درمان سرطان کامل شود. اينکه چرا شيميدان‌ها عامل هدف گيرنده را مستقيماَ به يک مولکول دارو يا يک عامل تصوير برداري متصل نمي‌کنند، از پيچيدگي‌هاي ديگر کاربرد نانو ذرات است و نيز چيزي است که شيميدانان داروساز به دنبال آن هستند؛ در عين حال قابل ذکر است که به کارگيري نانوذرات در اين زمينه دو مزيت عمده دارد: مورد اول، کارکرد يک نانوذره به صورت يک عامل هدف‌گيرنده است. هنگامي‌که اسيدفوليک به يک گيرندۀ فوليت مي‌چسبد، اين اتصال دوام زيادي ندارد و پس از مدتي مولکول اسيدفوليک از گيرنده جداشده و حرکت مي‌کند، در اين حالت ممکن است که اين عامل به گيرندۀ فوليت ديگري بر روي يک سلول مشابه متصل شود يا اينکه اين اتفاق نيفتد. دراينجا يادآوري چگونگي اتصال چند حلقه به يک قلاب، تصوير واضحي را از چگونگي عملکرد نانوذرات به ما مي‌دهد. در اين حالت نانو ذره به صورت قلابي عمل مي‌کند که دسته‌هاي چند‌تايي از عوامل هدف گيرنده، مانند اسيد فوليک، به آن متصل مي‌شوند و هدف گيري به اين روش بسيار مطمئن‌تر از هنگامي است که از يک داروي متصل شده به يک عامل هدف گيرنده استفاده شود. بنابر گفتۀ پروفسور Gregory Lanza، از بخش داروسازي دانشگاه واشنگتن، در اين حالت هر زماني‌که عامل هدف گيرنده از گيرنده‌اش، بر روي يک سلول سرطاني، جدا شود عامل هدف گيرندۀ ديگري بلافاصله جاي آن را پر مي‌نمايد. دومين دليل براي اين موضوع که چرا عملکرد ترکيب نانوذره با عوامل هدف‌گيرنده براي تشخيص يا درمان سلول‌هاي سرطاني از ساير روش‌ها بهتر است، اين است که بر خلاف يک مولکول- دارو يا يک عامل تصوير برداري که عملکرد شيميايي خاصي دارند، يک نانو ذره به صورت ظرف بزرگي مي‌باشد که مي‌تواند مملو از ده‌ها يا صدها عامل تصويربرداري يا مولکول دارو باشد. به گفتۀ دکتر kopelmanاستفاده از يک نانو ذره به جاي يک مولکول منفرد را مي‌توان به تحويل دادن يک بستۀ پستي در عوض يک کارت تبريک، تشبيه نمود. پر نمودن يک نانوذرۀ هدف‌گيرنده با دارو، مي‌تواند به مقدار زيادي در کاهش اثرات سمي داروهاي درمان سرطان مؤثر باشد. از اين طريق مي‌توان داروي بيشتري را به محل تومور رساند و از رسيدن دارو به بافت‌هاي سالم جلوگيري نمود و بدين طريق اثرات جانبي استفاده از اين داروها را تا حد زيادي کاهش داد، در عين اينکه ميزان اثر بخشي آنها نيز بهبود مي‌يابد. نانو ذرات چه هدف گيرنده باشند و چه نباشند، از طريق کاهش به کارگيري مواد شيميايي مختلف در ترکيب دارو که براي افزايش انحلال‌پذيري اين داروها در سيالات بدن به کار مي‌روند، نقش عمده‌اي در کاهش عوارض استفاده از داروهاي ضد سرطان دارند. به عنوان مثال دارويAbraxane يک ترکيب نانو ذره‌اي ساخته شده از داروي ضد سرطان و بسيار قوي Paclitaxel، به صورت عوامل فعال در Taxol، مي‌باشد که هم‌اکنون به‌صورت يک سلاح مهم در تسليحات درماني تومور‌شناسان به‌شمار مي‌آيد، اما مشکلي که در اينجا وجود دارد، کم بودن قابليت انحلالPaclitaxel در سيالات بدن مي‌باشد. شيميدان‌هاي داروساز به منظور غلبه بر اين مشکل، Paclitaxel را با مواد شيميايي ديگري که اثرات جانبي بسيار محدودي در بر خواهد داشت، ترکيب نمودند. چنانچه يک نانو ذره را با Paclitaxel پر کنيم، آلبومين به دست مي‌آيد که يکي از عمده‌ترين پروتئين‌هاي خوني مي‌باشد، استفاده از اين مادۀ فوق شيميايي مي‌تواند اثرات بسيار مفيدي براي بيماران داشته باشد. با استفاده از اين ماده بيماران مي‌توانند مقادير بيشتري از Paclitaxel را در عين داشتن کمترين ميزان اثرات جانبي، مصرف نمايند. چند عملکرد در يک نانو ذره: يکي از اميد‌بخش‌ترين کاربردهاي نانو ذرات، به کارگيري آنها به منظور انجام همزمان دو عمل تشخيص تومور و رساندن دارو به آن مي‌باشد. |
|
|
| دکترها kopelman، Prasad و Lanza، همگي در حال کار بر روي برخي کاربردهاي ويژۀ نانو ذرات در اين زمينه مي‌باشند. به‌همين ترتيب دکتر James Baker که تحقيقاتش تحت حمايت NCR قرار دارد، و گروهش در دانشگاه ميشيگان موفق به توليد dendrimerهاي چند منظوره‌اي شدند که به صورت نانو ذرات پليمري کروي شکلي مي‌باشند که قادرند با انواع مختلفي از مولکول‌ها آرايش‌هايي تشکيل دهند. |
|
|
|
دندریمرها را می‌توان به‌عنوان platformهای متحرک نانو‌مقیاس، به‌منظور ایجاد ابزارهایی با عملکرد چندگانه به‌صورت تشخیص سرطان و انتقال دارو به یاخته سرطانی،به‌کار برد. |
| در ماه‌هاي اخير، اين گروه نتايج حاصل از آزمايش‌هاي dendrimerهاي چند
کاره را بر روي حيوانات آزمايشگاهي را به صورت مقاله‌هايي ارائه نمود که
اين نتايج حاکي از موفقيت dendrimerها در در انجام همزمان دو عمل تشخيص و
درمان تومورها بود. يک چنين عملکرد چند منظوره‌اي را شايد بتوان مهم‌ترين
مشخصۀ نانو ذراتي دانست که در درمان سرطان استفاده مي‌شوند و دانشمندان با
به کارگيري آنها قادر به وجود آوردن تحولات بسيار عظيمي در عرصۀ تشخيص،
درمان و پيشگيري از سرطان خواهند بود. قابل توجه است که قابليت دارورساني به اين طريق، خاص يک نوع داروي خاص نيست و در اين شيوه مي‌توان به طور همزمان چندين داروي متفاوت را به يک تومور انتقال داد. |
|
|
|
نانو platformهای متحرک هوشمند توانایی تغییر شیوه‌های تشخیص، درمان و پیشگیری از سرطان را دارا می‌باشند.می‌توان یک پادتن تک‌مجرایی سرطان را به جداره خارجي اين كلنيك‌ها‌ي نانو متري متصل نمود و به منظور جلوگيري از تشخيص اين مجموعه توسط سيستم ايمني بدن، آنها را با پلي اتيلن گليكول پوشاند. |
| مطمئناَ تلاش‌هاي فراواني به منظور توليد نانو ذرات چند کاره با خواص ويژۀ درماني صورت خواهد گرفت؛ خواصي که هر سه عملکرد هدف يابي، ظرفيت ترابري و غلبه نمودن بر مقاومتي که تومور نسبت به دارو نشان مي‌دهد، را به صورت يک‌جا داشته باشند. مع‌ذلک دانشمندان فناوري‌نانو که در زمينۀ سرطان فعاليت ميکنند خوش‌بين هستند که روش‌ها و رقابت‌هاي پيش‌بيني شده قادر خواهند بود بر چالش‌ها و پيچيدگي‌هاي موجود در اين زمينه غلبه نمايند و نيز اينکه فناوري‌نانو تحولات بسيار عظيمي را در زمينۀ سرطان ايجاد خواهد کرد که منافع آن براي بيماران سرطاني بي‌شمار خواهد بود. |
ارسال نظر برای این مطلب
اطلاعات کاربری
نانوذرات، روان كننده، كاهش اصطكاكلینک دوستان
آرشیو
آمار سایت