دانشمندان در حال ساخت داروی ضدسرطان درون سلول‌های سرطانی | ترفندی تازه برای هدف گرفتن تومورها

تولید داروهای ضدسرطان درون سلول‌های سرطانی؛ روشی آزمایشی برای هدف‌گیری تومورها

پژوهشگران ژاپنی روش آزمایشی تازه‌ای برای تولید داروهای ضدسرطان درون سلول‌های سرطانی توسعه داده‌اند که در آن از مونوکسید کربن تولیدشده در سلول‌های تومور برای ساخت ترکیبات سمی ضدسرطان استفاده می‌شود. این رویکرد به‌جای رساندن مستقیم داروهای سمی به بخش‌های مختلف بدن، تلاش می‌کند آن‌ها را درون سلول‌های سرطانی تولید کند. نتایج آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان می‌دهد که این روش می‌تواند به هدف‌گیری انتخابی سلول‌های سرطانی و کاهش آسیب به سلول‌های سالم کمک کند؛ هرچند هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارد و ایمنی و اثربخشی آن باید در مطالعات بیشتری بررسی شود.

تولید داروهای ضدسرطان درون سلول‌های سرطانی چگونه انجام می‌شود؟

یکی از چالش‌های مهم درمان سرطان، از بین بردن سلول‌های بدخیم بدون آسیب رساندن به بافت‌های سالم است. شیمی‌درمانی‌های رایج ممکن است به دلیل تأثیر مواد سمی بر سلول‌های غیرسرطانی نیز عوارض جانبی ایجاد کنند. به همین دلیل، دانشمندان به دنبال روش‌هایی هستند که اثر دارو را تا حد امکان به محل تومور محدود کنند.

گروهی از پژوهشگران مؤسسه پژوهشی پیشگامان ریکن (RIKEN) در ژاپن، به سرپرستی کاتس‌نوری تاناکا، راهبردی را بررسی کرده‌اند که در آن ترکیبات شیمیایی نسبتاً غیرفعال وارد سلول‌ها می‌شوند و سپس با استفاده از مواد موجود در محیط سلولی، به ترکیبات ضدسرطان تبدیل می‌شوند.

در این روش، مونوکسید کربن نقشی اساسی دارد. این گاز که معمولاً به‌عنوان ماده‌ای سمی شناخته می‌شود، به‌طور طبیعی در بسیاری از انواع سلول‌های سرطانی نیز تولید می‌شود. پژوهشگران می‌خواهند از این ویژگی برای ایجاد واکنشی شیمیایی استفاده کنند که محصول آن بتواند سلول سرطانی را از بین ببرد.

مونوکسید کربن؛ ماده اولیه ساخت ترکیبات ضدسرطان

مونوکسید کربن بیشتر به دلیل خطر مسمومیت ناشی از منابعی مانند موتورهای احتراق شناخته شده است، اما وجود آن در بدن نیز بخشی از فرایندهای زیستی است. بر اساس گزارش پژوهش، بسیاری از سلول‌های سرطانی این گاز را تولید می‌کنند و در برخی شرایط، مقدار آن در تومورها افزایش می‌یابد.

محققان از این تفاوت احتمالی میان سلول‌های سرطانی و سالم برای طراحی سامانه‌ای استفاده کردند که بتواند واکنش شیمیایی موردنظر را در محل مناسب فعال کند.

در این سامانه، ترکیبی حاوی فلز پالادیوم به سلول‌ها منتقل می‌شود. این ترکیب می‌تواند در حضور مونوکسید کربن، ماده‌ای آلی به نام فن‌آنتریدینون تولید کند. برخی مشتقات این ماده برای سلول‌ها سمی هستند و در ترکیبات دارویی ضدسرطان نیز به کار رفته‌اند.

هدف پژوهشگران این است که واکنش تولید ماده سمی عمدتاً در سلول‌های سرطانی انجام شود؛ یعنی جایی که شرایط شیمیایی برای انجام واکنش فراهم است.

نقش آلبومین در محافظت از کاتالیزور

اجرای این ایده با یک مانع مهم روبه‌رو بود. ترکیبات پالادیوم پس از ورود به سلول ممکن است با موادی مانند گلوتاتیون واکنش دهند و غیرفعال شوند. گلوتاتیون ترکیبی است که در سلول‌ها وجود دارد و می‌تواند از کاتالیزور محافظت‌نشده جلوگیری کند تا واکنش شیمیایی موردنظر انجام نشود.

برای حل این مشکل، گروه پژوهشی از آلبومین استفاده کرد. آلبومین پروتئینی است که در خون وجود دارد و می‌تواند به‌عنوان حامل ترکیبات مختلف عمل کند.

پژوهشگران، ترکیب حاوی پالادیوم را درون این پروتئین قرار دادند تا کاتالیزور در برابر موادی که ممکن است آن را غیرفعال کنند، محافظت شود. به این ترتیب، سامانه طراحی‌شده می‌توانست در شرایط آزمایشگاهی عملکرد موردنظر را حفظ کند و زمینه لازم را برای تولید ترکیب ضدسرطان فراهم آورد.

نتایج آزمایش‌های سلولی چه چیزی را نشان دادند؟

محققان عملکرد این سامانه را در مجموعه‌ای از آزمایش‌ها بررسی کردند. ابتدا ترکیبات مختلف پالادیوم را آزمایش کردند تا مشخص شود کدام‌یک توانایی بیشتری در تولید فن‌آنتریدینون دارد.

سپس سلول‌های سرطانی کبد، دهانه رحم، پستان و ریه انسان را به مدت ۴۸ ساعت در معرض مجموعه آلبومین و ترکیب پالادیوم قرار دادند. یک رده سلولی غیرسرطانی نیز برای مقایسه بررسی شد.

پس از این مدت، فن‌آنتریدینون در سلول‌های سرطانی شناسایی شد، اما در رده سلولی غیرسرطانی مورد آزمایش مشاهده نشد. این نتیجه نشان داد که در شرایط بررسی‌شده، واکنش موردنظر به‌صورت انتخابی در سلول‌های سرطانی انجام شده است.

پژوهشگران در ادامه سامانه را تغییر دادند تا ترکیب تولیدشده بتواند از حامل جدا شود و درون سلول حرکت کند. آن‌ها همچنین تغییراتی ایجاد کردند تا واکنش به تولید مشتق سمی‌تری از فن‌آنتریدینون منجر شود که در داروهای ضدسرطان نیز استفاده شده است.

هنگامی که این سامانه اصلاح‌شده در سلول‌های کبدی سرطانی آزمایش شد، ترکیب ضدسرطان درون سلول‌ها شکل گرفت و نشانه‌هایی از آسیب سلولی مشاهده شد. این یافته، امکان تولید مستقیم ماده ضدسرطان در محل هدف را در محیط آزمایشگاهی نشان داد.

چرا داروی سمی در خون تولید نشد؟

یکی از نگرانی‌های مهم این بود که مونوکسید کربن موجود در خون، پیش از رسیدن سامانه به سلول‌های سرطانی، واکنش را فعال کند. در چنین شرایطی، تولید زودهنگام ماده سمی می‌توانست به سلول‌های خونی آسیب برساند.

بااین‌حال، آزمایش‌ها نشان دادند که ترکیب سمی موردنظر در خون تولید نشد. پژوهشگران احتمال می‌دهند علت این موضوع آن باشد که مونوکسید کربن موجود در جریان خون عمدتاً به هموگلوبین متصل است. هموگلوبین پروتئینی است که اکسیژن را در بدن حمل می‌کند و مونوکسید کربن در حالت متصل به آن، ظاهراً برای انجام واکنش شیمیایی موردنظر در دسترس نیست.

این یافته امیدوارکننده است، اما به‌تنهایی ایمنی روش را در بدن زنده اثبات نمی‌کند. بررسی‌های بیشتر برای ارزیابی خطرهای احتمالی و نحوه عملکرد سامانه در شرایط زیستی پیچیده‌تر ضروری است.

آینده تولید داروهای ضدسرطان درون سلول‌های سرطانی

پژوهش منتشرشده در مجله Nature Communications نشان می‌دهد که می‌توان از مواد طبیعی موجود در بدن به‌عنوان مواد اولیه برای ساخت ترکیبات درمانی در محل بیماری استفاده کرد. این رویکرد بخشی از حوزه‌ای پژوهشی است که در آن واکنش‌های شیمیایی برای تولید مولکول‌های درمانی در سامانه‌های زنده به کار گرفته می‌شوند.

بااین‌حال، نتایج فعلی به آزمایش‌های سلولی محدود هستند و هنوز مشخص نیست این روش در بدن زنده تا چه اندازه مؤثر و ایمن خواهد بود. گام بعدی پژوهشگران، آزمایش این سامانه در مدل‌های حیوانی است.

اگر مطالعات آینده نتایج موفقی داشته باشند، تولید داروهای ضدسرطان درون سلول‌های سرطانی می‌تواند زمینه‌ساز توسعه روش‌هایی شود که اثر درمان را بیشتر به محل تومور محدود می‌کنند و احتمال آسیب به بافت‌های سالم را کاهش می‌دهند. در حال حاضر، این فناوری یک راهبرد آزمایشی امیدوارکننده است، نه درمانی آماده برای استفاده بالینی.