سیستم جدید دارو رسانی از طریق فریب دادن سیستم دفاعی بدن
محققان معتقدند روشی جدید برای عبور نانوذرات حامل دارو از سیستم ایمنی بدن یافته‌اند: با استتار آنها به شکلی که مانند قطعات سلولی موجود در خون انسان (پلاکت‌ها) به نظر برسند. نانوذرات ساخته شده توسط انسان از جنس پلاستیک یا فلز می‌توانند طوری طراحی شوند که یک محموله‌ی دارویی را به منطقه‌ی خاصی از بدن برسانند. اما این ذرات به طور معمول توسط سیستم دفاعی بدن مورد حمله قرار می‌گیرند و از بین می‌روند. زیرا از نظر سیستم دفاعی این نانوذرات مهاجم و تهدید کننده‌ی سلامت بدن هستند.
طبق توضیحات تیم تحقیقاتی مربوط، این ذرات جدید نه تنها قادر به فرار از شناسایی شدن توسط سیستم دفاعی بدن هستند، بلکه از خواص طبیعی پلاکت‌ها به منظور درمان عفونت‌های باکتریایی و ترمیم رگ‌های خونی آسیب‌دیده به شکلی موثرتر استفاده می‌کنند. تیم تحقیقاتی توسط Liangfang Zhang در دانشگاه سن دیگو کالیفرنیا هدایت و رهبری می‌شود. این تیم در تاریخ ۱۶سپتامبر نتایج تحقیقات خود را در ژورنال Nature به چاپ رساندند.
تیم تحقیقاتی Zhang کار خود را با ذراتی به ابعاد ۱۰۰ نانومتر ساخته شده از پلیمر زیست تخریب پذیر PLGA شروع کردند. آنها این ذرات را با غشاهایی گرفته شده از پلاکت‌های انسان (قطعات سلولی که در خون انسان یافت می‌شوند و در مناطقی که دچار آسیب بافتی شده است تجمع و فرآیند لخته شدن را آغاز می‌کنند) پوشش دادند. در مقاله‌ی این تیم عنوان شده است که این پوشش‌دهی سبب پنهان شدن نانوذرات از سیستم دفاعی بدن می‌شود.
محققان پیش از این سعی داشتند قسمت‌های کلیدی و مهم غشاهای پلاکتی را به صورت پوشش نانوذرات قرار دهند تا از حمله‌ی سیستم دفاعی به آنها جلوگیری شود: یک نمونه‌ی مهم پروتئین CD47 متعلق به پلاکت است. به گفته‌ی Dennis Discher مهندس فناوری نانو در دانشگاه پنسیلوانیا، فیلادلفیا این پروتئین سیگنال‌هایی به سیستم دفاعی بدن می‌فرستد که حاوی این پیغام است: «من را نخورید!» اما طبق توضیحات امید فرخزاد پزشک بیمارستان Brigham و بیمارستان زنان واقع در بوستون ماساچوست، نانوذرات تولید شده توسط تیم تحقیقاتی Zhang حاوی مجموعه‌ی کاملی از پروتئین‌ها می‌باشند.
نانوذرات با پوشش پلاکتی مزایای دیگر نیز دارند. به عنوان مثال باکتری‌هایی مانند استافیلوکوک اورئوس مقاوم در برابر متی-سیلین (MRSA) می‌توانند به پلاکت‌ها بچسبند. آنها این ویژگی را برای محافظت خود در برابر سیستم دفاعی بدن دارند. این موضوع سبب افزایش احتمال تعامل باکتری با نانوذرات پوشش‌دار می‌شود. همچنین پلاکت‌ها تمایل خاصی به نواحی دچار آسیب‌دیدگی بافتی در بدن دارند.
مهندس شیمی دانشگاه سانتا باربارا سن دیگو، Samir Mitragotri که در جریان این تحقیقات شرکت نداشته است می‌گوید: «این ذرات از توانایی طبیعی منحصر به فرد پلاکت‌ها استفاده می‌کنند، این یک روش بسیار نوآورانه است.»
تیم تحقیقاتی Zhang نانوذرات پوشش‌دهی شده را که در داخل آنها آنتی‌بیوتیک وجود داشت به موش‌هایی آلوده به MRSA تزریق کردند. این کار سبب کاهش جمعیت باکتری‌ها در کبد و طحال شد که در مقایسه با زمانی که به موش‌ها آنتی‌بیوتیک‌های معمول داده می‌شود میزان کاهش هزار برابر بیشتر بود. جالب اینکه میزان مورد نیاز آنتی‌بیوتیک در این روش جدید یک‌ششم حالت معمول است. (این نانوذرات در اندام‌های دیگر نیز موثرتر از داروهای معمول ظاهر شدند اما تفاوت آنها به اندازه‌ی کبد و طحال چشمگیر نبود.)
این تیم تحقیقاتی همچنین از تمایل پلاکت‌ها به تجمع در رگ‌های خونی آسیب‌دیده استفاده کردند. آنها دارویی به نام docetaxel را در داخل نانوذرات پوشش‌دار وارد کردند تا بررسی کنند آیا این نانوذرات می‌توانند از ضخیم شدن بیش از اندازه‌ی دیواره‌ی رگ‌های آسیب‌دیده جلوگیری کنند. (اثری که می‌تواند پس از عمل جراحی برای بیمار مشکل‌ساز شود.) با تزریق این نانوذرات به موش‌هایی که رگ‌های خونی آسیب‌دیده داشتند، ذرات در نواحی آسیب‌دیده تجمع بیشتری نسبت به نواحی سالم داشتند. نتایج همچنین نشان داد که تأثیر داروی docetaxel زمانی که در داخل نانوذرات به بدن تزریق می‌شود بیشتر از حالتی است که به طور مستقیم در جریان خون تزریق شود.
به گفته‌ی Discher توانایی رساندن دزهای بالا از دارو به نواحی مورد نظر و در عین حال سالم عبور کردن از سیستم دفاعی بدن (ماکروفاژها، که معمولاً بیشتر نانوذرات را حتی در محل آسیب‌دیدگی از بین می‌برند) بسیار قابل توجه است. اما همه در مورد توانایی پنهان شدن این ذرات از سیستم دفاعی بدن متقاعد نشده‌اند. طبق توضیحات معین مقیمی، متخصص داروسازی فناوری نانو در دانشگاه کپنهاگ، اگر چه بخش کوچکی از این ذرات در محل آسیب‌دیده‌ی مورد نظر تجمع می‌کنند، همچنان کسر بزرگی از آنها به سرعت به کبد و طحال حیوان می‌روند. این نشان می‌دهد بیشتر این ذرات توسط سیستم دفاعی بدن در این اندام‌ها مورد شناسایی و حمله قرار می‌گیرند. مقیمی عقیده دارد انجام یک بررسی بسیار دقیق بر روی عکس‌العمل سیستم ایمنی بدن به این ذرات ضروری است.
Zhang می‌گوید که قدم بعدی تیم تحقیقاتی وی تولید مقدار بیشتری از این نانوذرات پوشش‌دار است تا عملکرد آنها در حیوانات بزرگتر بررسی شود. این کار برای آغاز انجام آزمایش‌ها بر روی انسان‌ها لازم است. همچنین از آنجا که پلاکت‌ها علاوه بر تجمع در نزدیکی باکتری‌ها تمایل به تجمع در اطراف سلول‌های سرطانی را نیز دارند، این تیم سپس امکان استفاده از این نانوذرات به منظور هدف قرار دادن سلول‌های سرطانی را نیز مورد بررسی قرار خواهد داد. به گفته‌ی فرخزاد، توسعه‌ی روش‌های درمانی با استفاده از نانوذرات تشکیل شده از اجزای بیولوژیکی و مصنوعی راهی طولانی و پر فراز و نشیب است، اما امید به موفقیت آن بسیار بالاست.
منبع:
Nanoparticles disguised as blood-cell fragments slip past body's immune defence
منابع مفيد:
نانوتکنولوژي و درمان سرطان
نانوتکنولوژي بخش دوم (پزشکي)
ليپوزوم‌ها