درمان سرطان با میکروربات های جلبکی!
گروهی از پژوهشگران ˮدانشگاه استنفوردˮ در بررسی جدید خود، میکروربات هایی بر پایه جلبک ابداع نموده اند که می توانند به درمان سرطان کمک کنند.
به گزارش نهایت علم به نقل از ایسنا و به نقل از ادونسد ساینس نیوز، طی پروسه پیشروی سرطان، تومورهای جامد بطور معمول مناطقی را با دسترسی محدود به مواد مغذی و اکسیژن ایجاد می کنند. ساختار غیرطبیعی رگ های خونی و سرعت بالای رشد تومور موجب می شود که سلول های دور از رگ ها، شرایطی به نام "هیپوکسی"(Hypoxia) یا سطوح پایین اکسیژن را تجربه کنند.
هیپوکسی تومور موجب می شود که روش های درمان سرطان مانند پرتودرمانی، فوتوداینامیک تراپی و شیمی درمانی که بر تولید "گونه های فعال اکسیژن"(ROS) متکی هستند، اثربخشی کمتری داشته باشند. این امر عمدتاً بدین سبب است که اثر درمان ها برای تولید گونه های فعال اکسیژن، به غلظت اکسیژن در سلول های تومور بستگی دارد.
گروهی از پژوهشگران "دانشگاه استنفورد"(Stanford University) به سرپرستی "اوتکان دمیرچی"(Utkan Demirci)، استاد بخش رادیولوژی در دانشکده پزشکی این دانشگاه، یک روش نوین را برای تغییر شرایط مکان های تومور در پیش گرفته اند. آنها گروهی از میکروربات های بیوهیبریدی به نام "ولبات ها"(Volbots) را ابداع نموده اند که هیپوکسی را برای بهبود کارآیی درمان های سرطان تسکین می دهد.
دمیرچی اظهار داشت: هدف روش ما، رسیدگی به مشکلات مربوط به هیپوکسی سرطان با بهره گیری از ولبات ها به عنوان میکروکارخانه های تولیدکننده اکسیژن در محل است.
دانشمندان، راهبردهای مختلفی را برای معکوس کردن هیپوکسی تومور آزمایش کرده اند؛ همچون به کار بردن میکرو/نانوحامل ها با بهره گیری از گلبول های قرمز، هموگلوبین و نانوحباب ها که ظرفیت بارگیری اکسیژن ناکافی را نشان داده اند.
میکروربات های بیوهیبریدی از دو بخش زنده و مصنوعی تشکیل شده اند. در صورتیکه بخش زنده ربات بطور معمول تحرک و حمل و نقل را امکانپذیر می کند، دانشمندان می توانند عملکردهای اضافی را برای انجام دادن وظایف خاصی مانند انتشار دارو در بدن برای درمان بافت سرطانی به کار بگیرند.
گروه دمیرچی، میکروربات های بیوهیبریدی خودرا با بهره گیری از "جلبک های غلتان" یا "ولوُکس"(Volvox) طراحی کردند که به عنوان موتور عمل می کنند. در انتخاب نام ولبات ها از نام این جلبک ها وام گرفته شده است. جلبک های غلتان می توانند بوسیله حرکت همزمان هزاران برآمدگی مو مانند به نام "تاژک"(flagella) شنا کنند که روی سطح آنها قرار دارند.
دمیرچی اظهار داشت: ولوُکس خاصیت های دیگری نیز دارد؛ مانند توانایی حسی ذاتی که آنرا قادر می سازد تا به سمت منبع نور برود و همچنین، توانایی تولید اکسیژن بوسیله فتوسنتز.
ولوُکس مانند سایر جلبک ها، از کلروفیل برای جذب انرژی از نور استفاده می نماید. ولوُکس ها، فعالیت فتوسنتزی و تولید اکسیژن بالاتری را هنگام قرار گرفتن در معرض نور قرمز نشان می دهند. به همین دلیل، گروه دمیرچی از آن برای تنظیم غلظت اکسیژن تولید شده توسط جلبک ها در سلول های تومور استفاده کردند.
ولبات ها با نانوذرات مغناطیسی طراحی شده اند که روی سطح بیرونی آنها قرار دارند و به پژوهشگران کمک می کنند تا حرکت را با بهره گیری از یک میدان مغناطیسی بیرونی هدایت کنند. همین طور نانوذرات، امکان تشخیص با ام آرآی و تصویربرداری فتوترمال را فراهم می کنند و به دانشمندان امکان می دهند تا آنها را به آسانی در بدن ردیابی کنند.
دمیرچی توضیح داد: نانوذرات موجود در میکروربات های بیوهیبریدی می توانند حامل عوامل درمانی باشند و در صورت قرار گرفتن در معرض نور مادون قرمز نزدیک، گرما ایجاد کنند. از این روش می توان برای انتشار کنترل شده داروها بهره برد.
پژوهشگران ابتدا توانایی های ولبات را با ارزیابی تولید اکسیژن در وضعیت آزمایشگاهی و قبل از آزمایش آنها در درمان هدفمند سرطان بررسی کردند. دمیرچی افزود: ما کاربرد ولبات ها را در مدلهای حیوانی آزمایش کردیم و دیدیم که اندازه تومور در موش های تحت درمان کم شد.
نتایج این آزمایش تأیید کردند که ولوُکس، هیپوکسی تومور را در موش ها می کاهد.
دانشمندان در مقاله خود نشان دادند که هیچ اثری از سمی شدن در نتیجه درمان با ولبات ها وجود ندارد. با این وجود، مکانیسم های پاکسازی و انتقال جلبک، چالش های بالقوه ای را ایجاد می کنند که باید قبل از استفاده بالینی بررسی شوند.
پژوهشگران در مقاله این پروژه نوشتند: به رغم وجود جنبه های زیادی برای بهینه سازی بیشتر و انتقال به مرحله بالینی، این راهبرد بیوهیبریدی همه کاره احتمالاً یک مسیر نوآورانه را برای ایجاد طرح های رباتیک مبتنی بر بیولوژی در طیف وسیعی از کاربردهای زیست پزشکی، درمان و تصویربرداری در سرطان و سایر بیماریها ارائه می دهد.
این پژوهش، در مجله "Advanced Functional Materials" به چاپ رسید.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب