پزشکی بالینی

محققان دانشگاه مینه‌سوتا با استفاده از نانوذرات به عنوان حامل، عوارض ماده شیمیایی TNF-a را که می‌تواند رگ‌های خونی اطراف تومور را از بین ببرد، به حداقل رسانده‌اند. در سال‌های اخیر محققان موفق شدند روشی برای از بین بردن رگ‌های پیرامون تومورها پیدا کنند با این کار می‌توان تومورها را از بین برد. برای این کار از مواد شیمیایی مختلف استفاده می‌شود. یکی از این ترکیبات کاچکسین یا TNF-a است که نتایج بسیار خوبی داده است، مشکل این ماده سمی بودن آن است که می‌تواند عوارض جانبی داشته باشد. برای کاهش سمیت این ماده می‌توان از نانوذرات طلا استفاده کرد. این نانوذرات می‌توانند به عنوان حامل این ماده دارو را در محل مورد نظر رهاسازی کنند. این فرآیند فاز اول تست بالینی را پشت سر گذاشته است.
اخیرا یک تیم تحقیقاتی به رهبری «جان بیسچوف» از دانشگاه مینه‌سوتا نشان داده که نانوذرات طلای حامل TNF-a می‌تواند اثر گرما درمانی یا سرما درمانی را افزایش دهد. این گروه نشان دادند که با استفاده از روش رزونانس مغناطیسی استاندارد (MRI) می‌توان از بین رفتن تومور را مشاهده کرد. «بیسچوف» نتایج یافته‌های خود را در نشریه Molecular Pharmaceutics به چاپ رسانده است.
نتایج تست‌ها روی موش نشان داده که تزریق نانوذرات حامل TNF-a می‌تواند در مدت 90 دقیقه جریان خون را در تومور سرطان پروستات از بین ببرد. اثر این دارو می‌تواند تا شش ساعت به طول بینجامد. «بیسچوف» و همکارانش با روشی موسوم به MRI کنتراست تقویت شده نشان دادند که رگ‌های خونی اطراف تومور شروع به تغییر می‌کند. نتایج تست روی انسان نشان داد که بعد از پنج دقیقه اسکن MRI می‌توان تغییر ر‌گ‌های خونی را در محل تومور مشاهده کرد.
بعد از این که رگ‌های خونی توسط نانوذرات حاوی TNF-a تغییر شکل دادند، این محققان با استفاده از گرما و سرما درمانی اقدام به از بین بردن این تومورها کردند. نتایج نشان داد که هیچ یک از حیواناتی که مورد آزمایش قرار گرفتند نمردند، همچنین محققان دریافتند که اگر TNF-a را بدون نانوذرات طلا به موش‌ها تزریق کنند بعد از گرما درمانی موش‌ها خواهند مرد. یکی از عوارض استفاده از TNF-a این است که محل تشکیل تومور متورم می‌شود، اما با این روش جدید این مشکل بوجود نخواهد آمد.

محققان مركز علوم و فناوري نانوي آمريكا، با استفاده از فناوري نانو ( نانوفيبرهاي طلا )موفق به ترميم قلب آسيب ديده شدند. در پي يك حمله قلبي به بافت قلب آسيب جبران ناپذيري وارد مي شود. در اين حالت سلول هاي قلب قابليت تكثير و ترميم را از دست مي دهند و مقدار سلول هاي بنيادي قلب كاهش پيدا مي كند.  محققان مركز علوم و فناوري آمريكا با استفاده از نانوفيبر طلا موفق به حل اين مشكل شده اند. در اين فرآيند با استفاد از رشته هاي نامريي طلا، بافت مصنوعي قلب مهندسي مي شود و مانند وصله در قسمت آسيب ديده قرار مي گيرد. مزيت اين روش نسبت به ساير روش هاي پيشرفته ديگر، قابليت هماهنگي آن با ساير بخش هاي قلب از نظر مدارهاي الكتريكي است.
اين بافت مصنوعي به راحتي مي تواند سيگنال هاي الكتريكي بين ساير سلول ها را بهينه كند. در اين حالت ضربان و ريتم قلب بدون هيچ مشكلي مانند حالت طبيعي انجام مي شود. سلول هاي قلب داراي پروتئيني روي سطح خود هستند كه وظيفه آن انتقال سيگنال هاي الكتريكي است. زماني كه سلول هاي قلبي آسيب مي بينند، اين پروتئين ها از بين مي روند. درست است كه سلول هاي قلب و ساير اندام هاي بدن قادر به ترميم خود هستند ولي اين فرآيند با سرعت بسيار پاييني انجام مي شود و در اكثر مواد بيمار اين فرصت را ندارد و ازبين مي رود. وظيفه نانوفيبر طلا، انتقال سيگنال ها عصبي تا بهبود كامل سلول هاي قلب و توليد پروتئين هاي مسئول انتقال سيگنال هاست. سلول هاي مورد نياز براي ساخت اين وصله، از بدن خود بيمار گرفته مي شوند و روي يك داربست سازگار با بدن قرار مي گيرند.   نتايج كامل اين بررسي در شماره اخير نشريه Materials Chemistry B به چاپ رسيده است.

محققان آمریکایی واکسن جدیدی تولید کرده اند که از ذرات غبار طلا برای تقویت سیستم ایمنی بدن استفاده می کند. در روش های سنتی از ویروس کشته یا ضعیف شده برای تولید واکسن استفاده می شود، اما محققان در این شیوه ای نوین از نانو ذرات طلا برای تولید واکسن استفاده کرده اند. ریز ذرات طلای به کار رفته در این واکسن با تقلید عملکرد یک ویروس و حمل پروتئین ها به سلول های ایمنی خاص، باعث تقویت سیستم ایمنی بدن می شوند. نانو ذرات طلا در آزمایشگاه با پروتئین خاصی که روی سطح ویروس سن سیشیال تنفسی (RSV)‌ می نشیند، پوشش داده شدند؛ این ویروس سالانه 65 میلیون نفر را مبتلا کرده و باعث مرگ صدها کودک و سالمند می شود.
اثرات مضر ویروس RSV ناشی از پروتئین خاصی به نام پروتئین F‌ است که سطح ویروس را می پوشاند. این پروتئین امکان ورود ویروس به داخل سلول، چسبیدن سلول ها به یکدیگر و دشوارسازی تشخیص ویروس را فراهم می‌کند. تاکنون واکسنی که قادر به انتقال پروتئین F به سلول های ایمنی خاص و بخاطرسپاری آنها به عنوان یک عامل مهاجم باشد، تولید نشده است؛ اما محققان دانشگاه واندربیلت موفق به تولید نانومیله های طلای فوق کوچکی شده اند که از لحاظ شکل و اندازه کاملا شبیه ویروس RSV‌ هستند. نانومیله های طلا از طریق خواص شیمیایی و فیزیک منحصر به فرد خود با پروتئین F این ویروس پوشش داده شده و سپس توانایی آنها برای انتقال پروتئین به سلول های ایمنی خاص بدن مورد ارزیابی قرار گرفت.
نتایج به دست آمده نشان می دهد، نانومیله های طلا علاوه بر انتقال موفق پروتئین F، خطری برای سلول های انسان ایجاد نکرده و از مزایایی ایمنی بالاتری برخوردار هستند. با توجه به تطبیق پذیری نانومیله های طلا، محققان معتقدند که قابلیت آنها تنها به ویروس RSV محدود نمی شود؛ گام بعدی این مطالعه، آزمایش کارآیی یا عدم کارآیی این واکسن در داخل بدن انسان است. نتایج این مطالعه در مجله Nanotechnology منتشر شده است.

محققان کلینیک مایو، مکانیسم چگونگی کارآمدکردن نانوذرات طلا علیه سلول‌های سرطان تخمدان را شناسایی کردند. نانوذرات طلای باردار مثبت، معمولا برای سلول‌ها سمی هستند، اما سلول‌های سرطانی از مسموم‌شدن توسط آن‌ها، اجتناب می‌کنند. مطالعه جدید مکانیسم نوینی را شناسایی می‌کند که با جلوگیری از مرگ سلول یا آپوپتوز(که هنگام برخورد با نانوذرات باردار رخ می‌دهد) از سلول‌های سرطانی تخمدان محافظت می‌کند. با اعمال بارهای یونی مثبت بر روی سطح سلول، نانوذرات به عنوان نابودگر سلول‌های توموری عمل کرده در حالی که سلول‌های سالم را به حال خود رها می‌کنند.
این نانوذرات با افزایش سطوح یون کلسیم سلولی، سلول‌های سرطانی را می‌کشند، اما محققان دریافتند یک پروتئین نظارتی اساسا با انتقال کلسیم به درون میتوکندری، از افزایش کلسیم جلوگیری کرده و مرگ سلول را معکوس می‌کند. سلول‌های سرطانی این منتقل‌کننده را به وفور دارا هستند و از مسموم‌شدن توسط نانوذرات، مصون می‌مانند.
دانشمندان همچنین پی بردند چنانچه مانع از انتقال کلسیم به درون میتوکندری شوند، فشار سلولی به انداره کافی افزایش می‌یابد و این امر نانوذرات طلا را در نابودی سلول‌های سرطانی، کارآمدتر می‌کند. به گفته این محققان، درک چگونگی عملکرد مکانیسم انتقال میتوکندری به طراحی درمان‌های هدفمند علیه سرطان، کمک می‌کند. آن‌ها از توسعه‌دهندگان نانوذرات طلا خواستند که این دانش را در فرایند طراحی مشخصه‌های نانوذرات برای استفاده در درمان، وارد کنند. جزئیات این تحقیق در Journal of Biological Chemistry منتشر شده است.

دانشمندان دانشگاه میسوری ثابت کرده‌اند ‏درمانی که برای سرطان پروستات از نانوذرات طلای رادیواکتیو استفاده می‌کند، برای ‏استفاده در سگ‌ها بی‌خطر است. در حال حاضر، مقادیر زیادی از شیمی‌درمانی برای درمان اشکال معینی از سرطان مورد ‏نیاز است که منجر به اثرات جانبی سمی می‌شود. این مواد شیمیایی وارد بدن شده و اقدام به ‏تخریب یا تقلیل تومور می‌کنند، ولی به اندام‌های زنده نیز آسیب می‌زنند و فعالیت‌های بدنی ‏را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهند.
"ساندرا آکسیاک- بچتیل"، استادیار غدد دانشکده پزشکی دانشگاه میسوری می‌گوید: ‏این یک گام بزرگ برای پژوهش نانوذرات طلا است. وی می‌افزاید: اثبات ‏اینکه نانوذرات طلا برای استفاده در درمان سرطان پروستات سگ بی‌خطر هستند، قدم ‏بزرگی برای جلب موافقت انجام آزمایش‌های پزشکی روی مردان است، سگ‌ها به‌ طور ‏طبیعی مستعد سرطان پروستات مشابه با انسان هستند، بنابراین درمان نانوذرات طلا شانس ‏بزرگی برای اعمال به بیماران انسانی دارد.
"کاتیش کاتی"، استاد رادیولوژی و فیزیک در دانشکده پزشکی و کالج علوم و هنر و سایر ‏دانشمندان دانشگاه میسوری، روش بهتری برای هدفگیری تومورهای پروستات با استفاده از ‏نانوذرات رادیواکتیو طلا یافتند. این درمان جدید نیازمند مقادیری از دارو است که هزاران ‏برابر کمتر از شیمی‌درمانی بوده و در طول بدن برای وارد آوردن خسارت به نواحی سالم ‏حرکت نمی‌کنند. "کاتی" می‌گوید: ما نتایج چشمگیری در موش‌ها بدست آوردیم که نشانگر کاهش ‏قابل ملاحظه حجم تومور در تزریق نانوذرات رادیواکتیو طلا بود، این یافته‌ها پایه محکمی ‏تشکیل می‌دهند و امیدواریم که استفاده از این درمان جدید نانودارویی قابل اعمال به بیماران ‏سرطانی انسانی باشد.
درمان‌های کنونی برای سرطان پروستات در بیمارانی که دارای تومورهای سرطانی ‏تهاجمی باشند، غیرموثر است. سرطان پروستات در اکثر اوقات دارای رشد کند و ‏محدود و قابل‌کنترل است. با این حال، شکل‌های تهاجمی این بیماری به سایر قسمت‌های ‏بدن منتشر می‌شود و دومین عامل اصلی مرگ‌های سرطانی در مردان آمریکا است. دانشمندان ‏دانشگاه میسوری معتقدند که درمان آنها قادر به کاستن تومورهای تهاجمی یا حذف کامل ‏آنها خواهد بود. "آکسیاک- بچتیل" می‌گوید: این درمان می‌تواند در سگ‌ها و نیز انسان‌ها ‏بی‌خطر و موثر باشد، زیرا سگ تنها پستانداری است که به‌ طور طبیعی دچار شکل تهاجمی ‏سرطان پروستات می‌شود. وی می‌افزاید: توانایی در تست درمان نانوذرات طلا روی سگ‌ها خیلی مفید ‏است. از آنجایی که سگ‌ها نمی‌توانند به ما در مورد احساسشان سخن بگویند، اکثر مواقع ‏بیماری آنها خیلی دیر تشخیص داده می‌شود، ولی این درمان به ما این امید را می‌دهد که ‏بتوانیم با تومورهای تهاجمی مبارزه کنیم. این پژوهشگران، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در کنفرانس "2012 ‏World ‎Veterinary Cancer‏" منتشر کرده‌اند.

انتقال داروهاي ضدسرطان به بدن توسط ليپوزوم‌هاي پوشيده شده با طلا مي‌تواند سلول‌هاي سرطاني را بدون آسيب به بافت‌هاي سالم اطراف نابود کند. اين ليپوزوم‌ها ذرات مصنوعي هستند که در مقياس نانو تهيه شده‌اند. ورود داروها از طريق اين ترکيبات به داخل سلول‌ها راحت‌تر صورت مي‌گيرد. در حال حاضر پارتيکل‌هايي که به اين منظور توليد شده‌اند باعث مي‌شود که داروها علاوه بر سلول‌هاي سرطاني وارد سلول‌هاي سالم نيز بشود و باعث بروز عوارض ناخوشايندي مانند ريزش مو و آنمي شود. ليپوزوم‌هاي تازه توليدشده که با طلا پوشيده شده‌اند، اين امکان را فراهم کرده‌اند که اين مواد بيشتر تمايل داشته باشند وارد سلول‌هاي سرطاني شوند. مخترعان اين ذرات معتقدند که پوشش طلا باعث بروز اين خاصيت شده است.