درمان سرطان با میکروربات های جلبکی!
به گزارش کوتاه کننده لینک 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 کوتاه کننده لینک به نقل از ایسنا و به نقل از ادونسد ساینس نیوز، طی فرایند پیشروی سرطان، تومورهای جامد معمولاً مناطقی را با دسترسی محدود به مواد مغذی و اکسیژن ایجاد می کنند. ساختار غیرطبیعی رگ های خونی و سرعت بالای رشد تومور سبب می شود که سلول های دور از رگ ها، شرایطی به نام "هیپوکسی"(Hypoxia) یا سطوح پایین اکسیژن را تجربه کنند.
هیپوکسی تومور سبب 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 عموما به این علت 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 در ارتباط با هیپوکسی سرطان با استفاده از ولبات ها بعنوان 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 استفاده 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 حالیکه بخش زنده ربات معمولاً 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 خویش را با استفاده از "جلبک های غلتان" یا "ولوُکس"(Volvox) طراحی کردند که بعنوان موتور عمل می کنند. در انتخاب نام ولبات ها از نام این جلبک ها وام گرفته شده است. جلبک های غلتان می توانند از راه حرکت همزمان هزاران برآمدگی مو مانند به نام "تاژک"(flagella) شنا کنند که روی سطح آنها قرار دارند.
دمیرچی اظهار داشت: ولوُکس خصوصیت های دیگری هم دارد؛ مانند توانایی حسی ذاتی که آنرا قادر می سازد تا به سمت منبع نور برود و همچنین، توانایی تولید اکسیژن از راه 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 ساخته 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 استفاده از یک میدان مغناطیسی بیرونی هدایت کنند. همینطور نانوذرات، امکان تشخیص با ام آرآی و تصویربرداری فتوترمال را فراهم می کنند و به دانشمندان امکان می دهند تا آنها را به سادگی 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 میتوان برای انتشار کنترل شده داروها بهره برد.
پژوهشگران ابتدا توانایی های ولبات را با ارزیابی تولید اکسیژن در شرایط 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 کاهش پیدا کرد.
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 حال، 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 احیانا 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 بیماری ها عرضه 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 gph در مورد این مطلب