تحول در درمان: نانوذرات جدید دانشگاه ملبورن انقلاب دارویی را رقم می‌زنند!

یک سامانهٔ نوین و پیشرفته برای رساندن دارو توسط محققان دانشگاه ملبورن

گروهی از پژوهشگران دانشگاه ملبورن، از بخش نانومهندسی کاروسو، موفق به ایجاد یک سامانهٔ نوین برای رساندن دارو شده‌اند که نویدبخش دگرگونی‌های بزرگی در روند توسعهٔ داروها است. این گروه، یک سامانهٔ تحویل دارو را معرفی کرده‌اند که شبکه‌ای هماهنگ و خودسازمان‌یافته است و تنها از یون‌های فلزی و مولکول‌های زیستی تشکیل شده است، که نامش شبکهٔ فلز-بیومولکول (MBN) است. این سامانه، نیاز به حامل‌های دارویی پیچیده را مرتفع می‌سازد و همین امر، کاربرد آن را در زمینه‌های گوناگون، بسیار گسترده‌تر می‌سازد.

نتایج این پژوهش در نشریهٔ Science Advances به چاپ رسیده است و هدایت آن بر عهدهٔ پروفسور فرانک کاروسو، استاد برجستهٔ دانشگاه ملبورن و همچنین، عضو ارشد انستیتوی ملی تحقیقات سلامت و پزشکی است. دکتر وانجون ژو و دکتر ژی‌کینگ لین، همکاران وی در این تحقیق، نویسندگان اصلی این مقاله هستند.

ویژگی‌های نانوذرات MBN

نانوذرات MBN با ترکیب یون‌های فلزی بی‌ضرر (مانند کلسیم یا آهن که از طریق رژیم غذایی جذب می‌شوند) با بیومولکول‌های فسفاته (مانند DNA که از ارکان اصلی حیات است) تشکیل می‌شوند. این نانوذرات از نظر شیمیایی و متابولیکی، پایدار هستند و دارای خواص ضدویروسی، ضدباکتریایی، ضدقارچی، ضدالتهابی و ضد سرطانی می‌باشند.

دکتر ژی‌کینگ بیان کرد که یکی از مهم‌ترین مزایای سامانهٔ MBN این است که احتمال موفقیت در توسعهٔ داروها را افزایش می‌دهد؛ چرا که از موادی بهره می‌گیرد که با بدن انسان سازگاری بالایی دارند و از سیستم‌های حامل دارویی که ممکن است سمی باشند، دوری می‌کند. وی افزود: «ما شبکه‌های فلز-آلی عمل‌گرا را توسعه داده‌ایم که می‌توانند به راحتی داروهای بیومولکولی را برای کاربردهای پزشکی مانند درمان‌های ضد سرطان یا ضدویروسی، انتقال ژن، ایمنی‌درمانی، بیوسنسورها، بیوایمیدینگ یا تحویل دارو، جمع‌آوری و آماده‌سازی کنند.»

چالش‌های پیش روی توسعهٔ حامل‌های دارویی و راه‌حل‌های نوآورانه

دانشمندان در سراسر جهان، شمار زیادی حامل دارویی را توسعه داده‌اند، اما بسیاری از آن‌ها به دلیل سمیّت ناشی از ترکیباتی که واکنش‌های ایمنی را تحریک می‌کنند، با شکست مواجه می‌شوند. دکتر وانجون گفت: «در حال حاضر، چالش‌های موجود در توسعه و تأیید داروها به این معنی است که به‌طور متوسط، تنها حدود یک مورد از هر ۱۰,۰۰۰ ترکیب دارویی به تأیید نهایی می‌رسد و بسیاری از ترکیبات دیگر به دلیل مشکلات ایمنی با شکست مواجه می‌شوند. هرگونه جزئیات اضافی و غیرضروری در حامل‌ها می‌تواند به طور بالقوه سمیّت را افزایش دهد.»

این گروه تحقیقاتی، بر چالشی غلبه کردند؛ این‌که بارهای زیستی آزاد شده معمولاً نمی‌توانند به سلول‌های هدف خود برسند تا عملکرد بیولوژیکی مورد نیاز را ارائه دهند. در طول این پروژهٔ دو ساله، آن‌ها موفق شدند استفاده از افزودنی‌های بی‌فایده را به حداقل برسانند و یک سامانهٔ ساده‌تر، با پتانسیل موفقیت بالا ایجاد کنند؛ بدون این‌که به عملکرد آسیب برسانند.

استراتژی‌های فعال‌سازی نانوذرات MBN

استراتژی‌های متفاوتی برای حصول اطمینان از فعال‌سازی نانوذرات MBN در محل مورد نظر وجود دارد. به‌عنوان مثال، در محیط اسیدی سرطان، مانند تومورهای مربوط به سرطان پستان، که در آن میکرو محیط تومور معمولاً اسیدی‌تر از بافت‌های اطراف است، نانوذرات مهندسی‌شده می‌توانند تجزیه شوند. پروفسور کاروسو اظهار داشت که MBNها «قابل تنظیم» هستند، یعنی می‌توان آن‌ها را برای کاربردهای مختلف زیست‌پزشکی سفارشی‌سازی نمود، از نظر اندازه، بار، هدف‌گیری و سایر ویژگی‌ها می‌توان با انتخاب بیومولکول‌های مختلف، یون‌های فلزی و شرایط مونتاژ مهندسی کرد.

وی افزود: «این رویکرد مدولار، این امکان را به ما می‌دهد که نانوذرات چند منظوره را با ترکیب‌های گوناگون بسازیم.»

پروفسور کاروسو همچنین تصریح کرد: «سامانهٔ ما، بینش‌هایی را در مورد مکانیسم‌های بنیادین مونتاژ ارائه می‌دهد و این توانایی را به ما می‌دهد که یک کتابخانه از نانوذرات زیست‌فعال برای زیست‌پزشکی و همچنین علم محیط زیست بسازیم. جایی که موانع زیستی برای تحویل مواد نیز وجود دارد.»

مرحلهٔ بعدی تحقیقات گروه

مرحلهٔ بعدی تحقیقات گروه، بر شناخت عمیق‌تر از سامانهٔ MBN و آزمایش آن برای فرمول‌بندی مواد پیشرفته، با هدف درمان بیماری‌ها متمرکز خواهد بود.

“`