به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، تومورهایی که به ریه‌ها منتشر می‌شوند یا متاستاز ریه، چالش بزرگی در درمان سرطان به شمار می‌روند. شیمی‌درمانی معمولاً در این زمینه مؤثر نیست چرا که نمی‌تواند به طور مستقیم ریه‌ها را هدف قرار دهد و به میزان کافی در آنجا جمع شود تا تومورها را از بین ببرد. محققان از آزمایشگاه وانگ و گروه تحقیقاتی ژانگ در دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، در پنج سال گذشته میکروربات‌های بیوهیبریدی را توسعه داده‌اند؛ اجسام ریز ساخته شده از مواد طبیعی و مصنوعی که می‌توانند در پزشکی استفاده شوند. در تحقیقات جدید خود، آن‌ها میکروربات‌های بیوهیبریدی مبتنی بر جلبک سبز ساخته‌اند که می‌توانند شیمی‌درمانی را مستقیماً به ریه‌ها منتقل کرده و متاستاز ریه را درمان کنند.

راه‌های درمان متاستاز ریه

ریه‌ها به عنوان مهم‌ترین ارگان هدف برای متاستاز سرطان شناخته می‌شوند، که در 20 تا 54 درصد از بیمارانی که به تومورهای بدخیم مبتلا شده‌اند و متاستاز کرده‌اند، مشاهده می‌شود. شیمی‌درمانی سیستمیک یک روش معمول برای درمان متاستاز ریه است، اما اثر بخشی آن به دلیل تجمع ضعیف در ریه‌ها و مشکلات هدف‌گیری، به طور معمول ناکافی بوده است. در حال حاضر، درمان خاصی برای متاستاز ریه وجود ندارد. اخیراً، نانوتکنولوژی به عنوان یک رویکرد امیدوارکننده برای بهبود نتایج درمانی تومورهای متاستاتیک پیشرفته مطرح شده است. با این حال، تجویز سیستمیک نانوذرات با چالش‌هایی از موانع بیولوژیکی مختلف مواجه است که اغلب منجر به بی‌اثر بودن فرمولاسیون‌های نانو سنتی در تجمع در نواحی متاستاتیک می‌شود . ویژگی‌ها و میکرو محیط خاص ریه‌ها آن‌ها را به یک هدف جذاب برای تحویل دارو به صورت موضعی تبدیل می‌کند. به عنوان مثال، سطح وسیع آلوئول‌ها برای جذب سریع دارو مفید است و این امکان را فراهم می‌کند که دارو برای مدت طولانی در ریه‌ها ذخیره شود. سطح آنزیم‌های خارج‌سلولی برای تجزیه متابولیکی در دستگاه تنفسی حداقل است، بنابراین داروهای تحویلی از متابولیسم اولیه که در مسیرهای تجویز خوراکی یا داخل وریدی خاص است، جلوگیری می‌کنند. برای درمان بیماری‌های ریوی، تحویل اختصاصی در محل باعث می‌شود که غلظت‌های بالا در محل آسیب دیده به دست آید و در عین حال عوارض جانبی ناشی از قرار گرفتن سیستمیک کاهش یابد. در حالی که تحویل دارو از طریق استنشاق یا فرمولاسیون‌های پودر خشک برای درمان بیماری‌های ریوی نویدبخش بوده است، حذف سریع داروهای استنشاقی و کارایی محدود تحویل آن‌ها تاثیر درمانی آن‌ها را محدود کرده است. بنابراین، توسعه پلتفرم‌های تحویل ریوی جایگزین و با کارایی بالا، برای عبور از درمان‌های استنشاقی کنونی و دستیابی به درمان مؤثرتر سرطان ریه، امری ضروری است.

میکروربات‌های جلبکی در تحویل دارو

میکروربات‌های مصنوعی معمولاً از ساختارهای فلزی یا پلیمری سخت ساخته می‌شوند که تولید آن‌ها دشوار است و نمی‌توانند به برخی ارگان‌ها و بافت‌ها دسترسی پیدا کنند و همچنین ممکن است برای انسان‌ها سمی باشند. جلبک‌های میکروسکوپی این مشکلات را برطرف می‌کنند. به عنوان مثال، جلبک‌ها می‌توانند به طور خودکار با استفاده از ضمائمی شبیه موی خود به نام تاژک (flagella) در اندام‌هایی مانند ریه‌ها شنا کنند. این جلبک‌ها نسبت به دیگر میکروارگانیسم‌ها سمی کمتری دارند و همچنین ارزان‌تر و آسان‌تر تولید می‌شوند. میکروربات بیوهیبریدی ما که algae-NP(DOX)-robot نام دارد، ترکیبی از جلبک‌های سبز میکروسکوپی معمولاً استفاده‌شده در داروسازی، به نام Chlamydomonas reinhardtii، با نانوذرات پوشش‌داده شده با غشای گلبول‌های قرمز است. غشای گلبول قرمز به عنوان "پوشش پنهانی" عمل کرده و زیست‌سازگاری میکروربات را افزایش می‌دهد و از حمله سیستم ایمنی بدن بیمار جلوگیری می‌کند. داخل این نانوذرات، داروی شیمی‌درمانی رایج به نام دوکسوروبیسین (Doxorubicin) قرار دارد. ما این میکروربات‌های جلبکی را در موش‌های مبتلا به متاستاز ریه آزمایش کردیم. با تجویز این میکروربات‌ها از طریق تراشه، می‌توانستیم دارو را مستقیماً به ریه‌ها منتقل کنیم و اثرات جانبی را در سایر اندام‌ها به حداقل برسانیم. پس از رسیدن به ریه‌ها، میکروربات جلبکی ما قادر بود در ریه شنا کرده و دارو را در بافت ریه پخش کند. همچنین توانست از تخریب توسط سلول‌های ایمنی در ریه‌ها فرار کند و اجازه دهد که دارو به تدریج از نانوذرات آزاد شود.

نتایج درمانی:

ما قبلاً از میکروربات‌های جلبکی خود برای درمان ذات‌الریه استفاده کرده بودیم. در مقایسه با داروی آزاد یا نانوذرات دارویی ثابت که نمی‌توانند به طور خودکار حرکت کنند، میکروربات‌های بیوهیبریدی ما در غلظت‌های بالاتری در ریه‌ها تجمع کرده و زمان بیشتری در آنجا باقی ماندند. با انتقال مؤثرتر داروهای شیمی‌درمانی به بافت‌های آسیب‌دیده ریه، میکروربات‌های بیوهیبریدی ما نتایج درمانی به مراتب بهتری ارائه کردند. تومورهای ریه کوچک‌تر شده و بقا در موش‌های درمان‌شده افزایش یافت. موش‌های درمان‌شده با میکروربات‌های جلبکی ما شاهد افزایش 40 درصدی در زمان بقا بودند، به طوری که زمان بقا از 27 روز به 37 روز افزایش یافت. در نهایت، سلول‌های ایمنی میکروربات‌ها را به اجزای غیرسمی تجزیه کرده و آن‌ها را به طور کامل از بدن حذف کردند.

درمان‌های مهندسی زیستی

یافته‌های ما نشان می‌دهد که میکروربات‌های بیوهیبریدی رویکردی قدرتمند برای تحویل دارو به ریه‌ها به منظور درمان بیماری‌های ریوی ارائه می‌دهند. ما قبلاً از پلتفرم میکروربات جلبک سبز خود برای درمان ذات‌الریه حاد استفاده کرده‌ایم. اکنون تمرکز ما بر روی درمان بیماری‌های دیگر مربوط به ریه مانند فیبروز کیستیک و فیبروز ریوی ایدیوپاتیک است. همچنین در حال کار بر روی ساخت روشی برای تحویل مؤثرتر و غیرتهاجمی میکروربات‌های بیوهیبریدی خود هستیم. ادغام استراتژی‌های کنترل حرکت اضافی، مانند هدایت مغناطیسی یا گیر انداختن با امواج اولتراسوند، می‌تواند تجمع دارو را در نقاط هدف خاص در بدن افزایش دهد. ممکن است مدتی طول بکشد تا میکروربات‌های بیوهیبریدی ما وارد درمان‌های بالینی شوند. اما به طور کلی، ترکیب جلبک‌های زنده با نانوذرات پوشش‌داده شده با غشای سلولی برای تحویل داروها می‌تواند به ایجاد پایه‌گذار درمان‌های بیوانجینیری سرطان کمک کند.

پایان مطلب/.