پزشکی بالینی

محققان با استفاده از نانوذرات زیست‌تخریب‌ پذیر موفق به ارائه روش درمانی جدیدی برای ژن‌درمانی شدند که امکان درمان بیماری‌های ژنتیکی ریوی را فراهم می‌کند. اخیرا مقاله‌ای توسط محققان دانشگاه جان‌هاپکینز با عنوان Highly compacted biodegradable DNA nanoparticles capable of overcoming the mucus barrier for inhaled lung gene therapy در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) منتشر شده که در آن از نانوساختارهای DNA برای درمان بیماری‌های ریه استفاده شده است. 
نانوذرات ابزار مناسبی برای ژن‌درمانی هستند به طوری که می‌توان ناهنجاری‌های مختلف را با استفاده از این نانوذرات رفع کرد. برای درمان مشکلات ریوی، استفاده از نانوذرات چالش‌برانگیز است زیرا سد زیستی در مسیر رهاسازی ژن‌درمانی وجود دارد. وجود لایه‌ای مخاطی در سراسر سیستم تنفسی عامل محافظت از اندام‌های تنفسی در برابر عفونت و عوامل میکروبی خارجی است. همین سیستم مخاط مانع اثربخشی روش‌های درمان تنفسی شده و اجازه ورود دارو به این سیستم را نمی‌دهد.
پژوهشگران از نانوذرات حاوی DNA برای غلبه بر این سد استفاده کردند. آن‌ها از نانوذرات پلیمری زیست‌سازگار موسوم به PBAEs که دارای روکشی از جنس پلی‌اتیلن گلیکول است استفاده کردند. این نانوذرات توانستند درون مخاط موجود در سیستم تنفسی نفوذ کنند. این گروه تحقیقاتی این نانوذرات را روی موش‌های آزمایشگاهی استفاده کردند و دریافتند بیان ژن در مقادیر بسیار بالایی در این حیوانات انجام شد. نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که این نانوذرات هیچ اثر سمی روی بدن نداشته و به دلیل زیست‌تخریب‌پذیر بودن آن کاملاً از بدن دفع شده و درون بدن جمع نمی‌شوند.
این یافته‌های جدید اهمیت زیادی برای درمان بیماری سیستیک فیبروسیس دارد. این بیماری نوعی بیماری ژنتیکی خطرناک است که در آن مخاط بیماری بسیار ضخیم و چسبنده است که مشکلات تنفسی جدی به همراه دارد.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که رهاسازی ژن نرمال با استفاده از نانوذرات حاوی DNA می‌تواند پروتئین‌های ویژه‌ای را در بیمار ایجاد کند که به مدت طولانی در بدن بیمار باقی می‌ماند. محققان معتقدند که این روش می‌تواند برای درمان بیماری‌های مختلفی در انسان به کار رود. برای مثال، این روش برای درمان بیماری‌های ژنتیکی ریوی که بسیار خطرناک هستند مناسب است.

محققان آمریکایی با تزریق دسته‌ای از نانوذرات خاص به مغز موش‌ها، موفق شده‌اند نوعی ارتباط مستقیم و بی‌سیم با نورون‌های شبکه عصبی برقرار کنند. اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی، سبب تولید یک میدان الکتریکی موضعی توسط این نانوذرات می‌شود که قادر است مستقیماً با میدان الکتریکی مغز ارتباط برقرار کند. از این روش برای انتقال دارو به مغز نیز می‌توان استفاده کرد.
 بشر در حال حاضر قادر به برقراری ارتباط مستقیم با مغز خود نمی‌باشد، زیرا زبان مشترکی بین آن‌ها وجود ندارد. مغز انسان اطلاعات را با استفاده از تکانه‌ها و میدان‌های الکتریکی پیچیده در سطح اتمی انتقال می‌دهد. بشر قادر است این میدان‌ها را با استفاده از ایمپلنت‌ها و سیم‌ها، ثبت و دستکاری‌ کند. اما روش وی برای این کار چندان هوشمندانه و مناسب نیست.
یک تیم تحقیقاتی پزشکی از دانشگاه بین‌المللی فلوریدا در میامی، روشی دیگر برای این کار یافته‌اند. این محققان، با هدف ایجاد نوعی ارتباط مستقیم و بی‌سیم با نورون‌ها، 20 بیلیون نانوذره را به مغز موش‌ها تزریق کردند. این نانوذرات الکتریکی- مغناطیسی تزریق‌ شده، از چندین ویژگی خاص برخوردارند. اولاً، ابعاد آن‌ها به اندازه‌ای کوچک است که قادرند به طور نامحسوس به شبکه عصبی نزدیک شوند. ثانیاً، این نانوذرات را می‌توان توسط اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی تحریک کرد. این تحریک سبب می‌شود که نانوذرات، در صورت مجاورت با نورون‌های خاص، یک میدان الکتریکی تولید کنند. به‌گفته محققان، این میدان الکتریکی قادر است مستقیماً با میدان الکتریکی مغز ارتباط برقرار کند.
ساخرات خیزرو، محقق ارشد این پروژه، در این زمینه اظهار داشت: «هنگامی که این نانوذرات در معرض یک میدان مغناطیسی حتی با فرکانس بسیار پایین قرار می‌گیرند، قادرند یک میدان الکتریکی موضعی با همان فرکانس تولید کنند. این میدان الکتریکی، با مدارهای الکتریکی شبکه عصبی مستقیماً جفت می‌شود».
از این نانوذرات می‌توان جهت انتقال دارو به قسمت‌های خاصی از مغز نیز استفاده کرد. در واقع، این تیم تحقیقاتی هم‌اکنون نشان داده‌اند که داروهای ضدایدز و ضدسرطان را می‌توان توسط این روش منتقل و آزاد کرد. همچنین با وارونه کردن فرایند مذکور، می‌توان رابطی میان مغز و یک رایانه ایجاد کرد. نانوذرات در پاسخ به میدان‌های الکتریکی مغز، دسته‌ای از میدان‌های مغناطیسی قابل اندازه‌گیری تولید می‌کنند. با برقراری یک مدار بسته در این سیستم، در واقع یک مکالمه با مغز برقرار می‌شود.

محققان با قراردادن داروی شیمی‌درمانی در یک نانوذره و پوشش‌دهی آن با کیتوسان موفق به ارائه سیستم دارویی شدند که می‌تواند سلول‌های شبه بنیادی سرطان را از بین ببرد. نتایج آزمون‌های انجام شده روی حیوانات موفقیت‌آمیز بوده است. نتایج یافته‌های اخیر محققان دانشگاه اوهایو نشان می‌دهد که نانوذرات بسته‌بندی شده به همراه داروهای شیمی‌درمانی که دارای پوششی از جنس مواد الیگوساکارید است، می‌تواند برای درمان سرطان به کار رود. این بسته دارویی جدید قادر است سلول‌های بنیادی سرطان را از بین ببرد.
سلول‌های شبه بنیادی سرطان دارای ویژگی‌های بسیار شبیه به سلول‌های بنیادی‌اند. این سلول‌ها در تعداد بسیار کم درون تومور یافت می‌شوند و نسبت به شیمی‌درمانی و پرتودرمانی مقاوم هستند. سلول‌های شبه بنیادی سرطان نقش بسیار مهمی در بازگشت دوباره تومور بعد از درمان ایفا می‌کنند. مطالعات آزمایشگاهی و آزمون‌های انجام شده روی حیوانات نشان می‌دهد که نانوذرات پوشش ‌داده شده با اولیگوساکاریدهایی نظیر کیتوسان که حاوی داروهایی نظیر دوکسوروبیسین هستند، می‌توانند سلول‌های سرطانی را مورد هدف قرار دهند. پژوهشگران این پروژه نشان دادند که با این روش می‌توان با قدرت 6 برابر بیشتر از حالت تزریق آزاد دوکسوروبیسین سلول‌های شبه بنیادی سرطان را از بین برد.
زیائومینگ هی از محققان این پروژه، می‌گوید: «یافته‌های ما نشان می‌دهد که این سیستم رهاسازی دارویی می‌تواند قدرت تأثیرگذاری داروی شیمی‌درمانی را بهبود دهد و هیچ نشانه‌ای از اثرات منفی دارو در حیوان دیده نشده‌ است.» ما معتقدیم که نانوذرات حاوی کیتوسان می‌تواند انواع مختلف داروهای شیمی‌درمانی را کپسوله کرده و در درمان سرطان‌های مختلف استفاده شود. برای این که نانوذرات بتوانند به سلول‌های شبه بنیادی سرطان متصل شوند محققان گیرنده‌هایی به آن‌ها وصل کردند. این ساختار دارویی به‌گونه‌ای طراحی شده‌ است که در محیط اسیدی می‌تواند چروکیده شده و داروی خود را رها کند. این گروه تحقیقاتی با استفاده از انجام آزمون حیوانی، سرطان پستان را مورد آزمایش قرار داده و اثربخشی این دارو را روی این نوع سرطان به اثبات رساندند. نتایج این پژوهش در نشریه ACS Nano منتشر شده‌ است.

محققان امریکایی با تغییر سلول‌های ایمنی دندریتی، از تخریب سلول‌های پانکراسی تولیدکننده انسولین (سلول‌های بتا) در بدن جلوگیری کرده‌اند که استفاده از این روش می‌تواند امیدی تازه در تولید واکسن دیابت با استفاده از نانوذرات باشد. دو سال قبل برای اولین بار پژوهشگران روش جدید ایمنی‌درمانی تجربی را که می‌تواند از شروع دیابت نوع یک پیشگیری کند، گزارش کردند. محققان می‌گویند: این گام مهم نیازمند استخراج سلول‌های دندریتی مورد نظر برای دست‌کاری بعدی آنها و تزریق مجددشان به‌ بدن است.
پژوهشگران نانو ذراتی به‌ نام لیپوزوم‌ها را در آزمایشگاه تولید کردند و زمانی‌ که این نانو‌ذرات به بدن تزریق شدند، تخریب سلول‌های بتا را متوقف و از ابتلا به دیابت جلوگیری کردند. این روش می‌تواند انتخاب بهتری برای واکسن انسانی باشد.
محققان با اشاره به این که قطره‌هایی از چربی و آب می‌توانند در سطح وسیع تولید شوند، اظهار کردند: لیپوزوم‌ها سلول نیستند، بلکه قطره‌هایی حاوی غشاهایی مانند غشاهای سلولی‌اند. این قطره‌ها را می‌توان با استفاده از فرآیند خاصی تولید‌ کرد اما این فرآیند باید بی‌خطر و آسان باشد و همین‌طور به‌راحتی در حجم بالا تولید شود.
به گفته آنها، قطر لیپوزوم‌های تولید شده برای این منظور‌، از نیم تا یک‌ میکرون بود. این لیپوزوم‌ها به طور اختصاصی ایجاد شده‌اند تا از سلول‌های بتای پانکراس که در فرآیند مرگ برنامه‌ریزی‌شده‌ سلولی ‌هستند، تقلید کنند. این روشی است که بدن از‌ طریق آن از تخریب سلول‌های بتا ممانعت و این امکان را فراهم می‌کند تا تحمل ایمنی‌شناختی خود را بهبود ببخشد.

محققان می‌گویند: پس‌ از اثبات این مطلب که لیپوزوم‌ها از ابتلا به دیابت نوع یک در موش‌های آزمایشگاهی جلوگیری می‌کنند، گام‌های بعدی شامل آزمایش آن روی سلول‌های انسانی در شرایط آزمایشگاهی، شروع آزمایش‌های بالینی بر داوطلب‌های انسانی از نظر واکسیناسیون پیشگیرانه و درمان بیماری از‌ طریق ترکیب واکسن با روش‌های درمانی احیا‌کننده هستند. محققان در‌ نظر دارند این گام‌ها را روی بیماران بستری در بیمارستان انجام‌ دهند و فرآورده‌ی مزبور را از نظر میزان دوز و بررسی‌های راهنما (guideline studies) بهینه‌ کنند. محققان می‌گویند: دیابت نوع یک، بیماری است که در آن، بدن سلول‌های بتای پانکراس را به‌ عنوان سلول‌های خودی نمی‌شناسد و آنها را تخریب می‌کند. در نتیجه پانکراس، انسولین کم و کمتری تولید می‌کند. انسولین هورمونی است که امکان پردازش قند مصرفی را فراهم می‌کند.

بیماران باید چندین بار در روز انگشتان خود را برای کنترل میزان قند خونشان سوراخ کنند و به ناحیه‌ شکم یا دیگر اعضای بدنشان انسولین تزریق کنند. این کنترل مداوم همیشه آسان نیست و بالا‌ یا پایین‌بودن انسولین می‌تواند پیامدهای جدی داشته باشد. از جدی‌ترین مشکلات، هیپرگلیسمی (افزایش قندخون) بلند مدت است که موجب آسیب به شبکیه شده و به نابینایی، نارسایی‌ کلیه، تخریب رشته‌های اعصاب محیطی یا زخم پای دیابتی منجر می‌شود.
به گفته محققان، دلایل بیماری نامشخص هستند، با این‌ وجود هر‌ دو عامل ژنتیکی و محیطی دخیل هستند. حدود 0.3 درصد از جمعیت جهان مبتلا به این بیماری هستند و میزان ابتلا، طی یک‌سال سه تا چهار ‌درصد افزایش می‌یابد. بیماری مزبور اغلب در کودکان و نوجوانان ظاهر می‌شود و درمان‌ناپذیر است. این روش ایمنی‌درمانی راه‌ حل محتملی برای درمان دیابت نوع‌ یک ارائه می‌دهد.

محققان با استفاده از نانوذرات زیست‌تخریب‌پذیر حاوی کورتیکواستروئید، شانس موفقیت جراحی پیوند قرنیه چشم را در موش‌های آزمایشگاهی افزایش دادند. نانوذرات حاوی دارو می‌توانند در عمل جراحی پیوند قرنیه چشم به کار گرفته شوند. نتایج آزمون‌های آزمایشگاهی انجام شده روی حیوانات نشان می‌دهد که این نانوذرات اثر مثبتی در پیوند قرنیه دارند. 
 هر سال در آمریکا بیش از 48 هزار پیوند قرنیه انجام می‌شود. این در حالی است که پیوند کلیه 16 هزار و پیوند قلب 2100 مورد است. 10 درصد از این 48 هزار پیوند به دلیل مشکل عدم رعایت نکات پزشکی با شکست مواجه می‌شود که این موضوع هزینه سنگینی برای بخش پزشکی و درمانی و همچنین بیمار دارد. محققان بیمارستان جان هاپکینز موفق به ارائه نانوذرات زیست‌تخریب‌پذیری شدند که می‌تواند مانع پس‌زدن قرنیه پیوند خورده شود. با این یافته محققان، شانس موفقیت پیوند قرنیه به شدت افزایش می‌یابد. سرپیچی از دستورات پزشکی توسط بیمار، یکی از چالش‌های بزرگ بخش درمانی است. 60 تا 80 درصد بیماران، داروهای تجویز شده را براساس نظر پزشک مصرف نمی‌کنند. 
 محققان با آزمایش‌های انجام شده روی موش‌ها به دنبال راه‌های کاهش فشار روی بخش پیوند خورده هستند. پژوهشگران موش‌های آزمایشگاهی که پیوند قرنیه روی آن‌ها انجام شده را به چهار دسته تقسیم کردند. به یکی از این گروه‌ها، به مدت 9 هفته از این نانوذرات زیست‌تخریب‌پذیر حاوی کورتیکواستروئید تزریق کردند و به سه گروه دیگر به ترتیب محلول نمک، نانوذرات دارای مسکن و محلول سولفات سدیم حاوی دکسامتازون آزاد تزریق کردند. نتایج نشان داد موش‌های دسته اول شرایط بهتری بعد از عمل داشته‌اند. در این موش‌ها هیچ اثری از تورم وجود نداشت و رشد رگ‌های خونی ناخواسته نیز در آن‌ها بسیار کم بود. نانوذرات زیست‌تخریب‌پذیر حاوی کورتیکواستروئید می‌تواند میزان پس‌زدن قرنیه پیوند خورده را به صفر برساند. یکی از مزایای این روش آن است که میزان داروی تجویز شده به بیمار بعد از عمل کم شده که این موضوع موفقیت عمل را افزایش می‌دهد.  

اخيرا نانوذرات ليپيدي حاوي اسيد لينولنيک براي درمان عفونت هليکوباکتري روي موش‌ها آزمايش شده است. اين نانوذرات غيرسمي اثربخشي بيشتري نسبت به آنتي‌بيوتيک‌ها داشته و هيچ‌گونه مقاومت دارويي ايجاد نمي‌کنند. هليکوباکتر، نوعي باکتري است که منجر به زخم معده و سرطان مي‌شود. پژوهشگران دانشگاه کاليفرنيا موفق به ارائه نانوذرات درماني شدند که حاوي اسيد لينولنيک بوده و براي درمان عفونت اين باکتري مناسب است. اسيد لينولنيک يکي از اجزاي روغن‌هاي گياهي است. اين نانوذرات از نظر ايمني خطري براي بدن نداشته و از آنتي‌بيوتيک‌هاي استاندارد کارايي بالاتري دارند.ليانگفانگ ژانگ، از محققان اين پروژه مي‌گويد: «در حال حاضر روش درمان آنتي‌بيوتيک براي مبارزه با عفونت هليکوباکتر با چالش مقاومت آنتي‌بيوتيک روبرو است. هدف ما از اين پروژه آن است که نانوذراتي ارائه کنيم تا بتواند در شرايط بسيار خشن معده دوام آورده و اين باکتري را از بين برده و همچنين مقاومت دارويي ايجاد نکند.» 
 اين نانوذرات از جنس چربي بوده که امکان حمل اسيد لينولينک را دارا است. زماني که اين نانوذرات با هليکوباکتر روبرو مي‌شوند با ديواره سلولي آن جوش خورده و در نهايت محتويات خود را که اسيد لينولنيک است، وارد باکتري مي‌کنند. اين اسيد مي‌تواند غشاء سلولي باکتري را از بين برده و باکتري را نابود کند. ژانگ و همکارانش اين نانوذرات را با مولکول‌هاي فلورسانس برچسب زده و آنها را وارد بدن موش‌ها کردند. مشاهدات آنها نشان مي‌دهد که اين نانوذرات درون معده موش پخش شده و در آنجا به انتظار باکتري‌ها مي‌مانند. 
 نتايج نشان مي‌دهد که اين نانوذرات نسبت به آنتي‌بيوتيک‌ها اثربخشي بيشتري دارند. از سوي ديگر ترکيبات مورد استفاده در اين نانوذرات غيرسمي بوده و هيچ مقاومت دارويي ايجاد نمي‌کنند. ژانگ مي‌گويد: «اين اولين گام به سوي تأييد ايمني و اثربخشي درمان با اين نانوذرات است. ما با اين روش مانع از گسترش باکتري در سيستم گوارشي شديم و در حال حاضر روي بهبود عملکرد آن کار مي‌کنيم تا پايداري و اثربخشي آن را افزايش دهيم.» 

محققان سوئیسی نانوذراتی از جنس لیپید ساختند که می‌تواند جایگزین آنتی‌بیوتیک‌ها شود و بدون ایجاد مقاومت دارویی، عفونت باکتریایی را از بین ببرد. پژوهشگران دانشگاه برن موفق به ساخت ماده‌ای شدند که می‌تواند عفونت‌های باکتریایی را بدون نیاز به استفاده از آنتی‌بیوتیک، از بین ببرد. مزیت این ماده جدید آن است که مانع بروز مقاومت آنتی‌بیوتیکی در بیماران می‌شود. این ماده جدید نوعی نانوذرات لیپیدی معروف به لیپوزوم است که ساختاری شبیه به مواد تشکیل دهنده غشای سلول‌ها دارد. نانولیپیوزم‌ها می‌توانند اثرات سمی باکتری‌ها را از بین ببرند و آن‌ها را خنثی کنند. 
 از 90 سال پیش تاکنون که پنی‌سیلین کشف شده‌ است، این ماده به‌ عنوان یک درمان طلایی علیه عفونت‌های باکتریایی بوده است. هر چند طی سال‌های اخیر، سازمان بهداشت جهانی هشدارهایی مبنی بر بروز مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها منتشر کرده است. در صورتی که این مقاوت آنتی‌بیوتیکی گسترش یابد، آنگاه بیماری سینه‌پهلو نیز می‌تواند کشنده باشد. بنابراین، باید به دنبال روش‌های درمانی جدید بود؛ روش‌هایی که بدون ایجاد مقاومت دارویی، بتواند باکتری‌ها را از بین ببرد. 
 محققان سوئیسی برای حل این مشکل اقدام به ساخت نانوذراتی کردند که دارای ساختار لیپیدی است. این نانوساختارها می‌توانند مواد سمی باکتری‌ها را خنثی کنند. در نتیجه باکتری بدون سم باقی خواهد ماند که آن هم توسط سلول‌های میزبان از بین خواهد رفت. از آنجایی که در این روش خود باکتری به‌ صورت مستقیم هدف قرار نمی‌گیرد، بنابراین مقاومت دارویی نیز ایجاد نمی‌کند. این گروه تحقیقاتی، این دارو را روی موش‌های آزمایشگاهی آزمایش کردند. نتایج نشان داد که باکتری‌ها بدون نیاز به آنتی‌بیوتیک از بین رفتند. این گروه یافته‌های خود را در قالب مقاله‌ای در نشریه Nature Biotechnology منتشر کردند. 

کنترل خونریزی چه در هنگام عمل جراحی یا جراحات ناشی از حوادث همواره یکی از نگرانی‌های پزشکان در مسئله درمان بیماران است. محققان زیست‌مهندسی مرکز سانتا باربارا در کالیفرنیا پس از مطالعات بسیار بر روی فرآیند پیچیده انعقاد خون در بدن انسان موفق به تولید نانوذرات موثر در جلوگیری از خونریزی شدند. دکتر سمیر میتراگ، محقق و متخصص فناوری‌های درمانی اظهار کرد: ساخت نانوذرات پلاکتی دستاورد بسیار مهمی در مسئله درمان سریع محل زخم بیماران است، چرا که این نانوذرات علاوه بر تقلید از عملکرد طبیعی پلاکت‌های خون از لحاظ ساختاری کاملا شبیه و انعطاف‌پذیر هستند. 
 وی در ادامه افزود: فرآیند انعقاد خون تقریبا برای همه افراد قابل درک است، زیرا همه ما شاهد زخمی شدن سطحی و خراش برداشتن پوست خود بوده‌ایم. هنگام ایجاد زخم یا خراش، مقداری خون از محل زخم خارج می‌شود که پس از چند دقیقه با تغییر ساختار مولکولی خون، این بافت زنده و روان، منعقد شده و محل زخم را می‌پوشاند تا سایر مراحل ترمیم طبیعی بدن انجام شود. دکتر آریون آنسلمو، محقق و دستیار این مطالعه ضمن تاکید بر پیچیده بودن فرآیند انعقاد خون افزود: در هنگام ایجاد زخم، عواملی باعث تشکیل لخته در محل زخم می‌شوند که یکی از مهمترین عوامل، پلاکت‌ها هستند. 
 محققان این مرکز با شبیه‌سازی ذرات پلاکت با استفاده از فناوری نانو موفق به تولید پلاکت‌های مصنوعی شدند. این پلاکت‌ها هنگام جراحات عمیق یا هنگام جراحی با تزریق به جریان خون بیمار، ضمن جلوگیری از خونریزی با تمیز نگه‌داشتن محل زخم یا جراحی به مسئله دقت پزشکان در درمان کمک شایانی می‌کنند. جزئیات بیشتر این دستاورد پزشکی در مجله ACS Nano منتشر شده است.  

تحقیقات دانشمندان نشان داده است که در آینده‌ای نه چندان دور می‌توان از نانوذرات حاوی دارو برای درمان سرطان استفاده کرد. اِوا مالمستروم جانسون، استاد رشته علوم شیمیایی از دانشگاه kth با همکاری محققان دیگر بر روی نانوذرات ترانوستیک مطالعه می‌کند. نام این نانوذرات از دو کلمه therapeutic به‌معنای درمان و diagnostic به‌معنای تشخیص گرفته شده است. وی و گروه همراه وی در این تحقیقات موفق به تولید نوع جدیدی از ترکیبات ترانوستیک شده‌اند. به گفته مالمستروم جانسون این ذرات می‌توانند برای درمان سرطان سینه مورد استفاده قرار گیرند؛ ذراتی غیر سمی که در بدن قابل تجزیه هستند.
در این پژوهش محققان روشی برای خودآرایی خودبه‌خودی نانوذرات ارائه کردند تا در نهایت به ساختار ماکرومولکولی برسد. برای رسیدن به این ساختار باید تعادلی میان بخش آب‌دوستی(قابل انحلال در آب) و بخش آب‌گریز(بخش غیرقابل انحلال در آب) به وجود بیاید. در واقع بخش آب‌گریز این امکان را فراهم می‌کند درون این ساختار با استفاده از دارو پر شود. وجود ایزوتوپ طبیعی فلئور 19 موجب می‌شود که این ماده بتواند در تصاویر mri به راحتی قابل مشاهده و ردیابی باشد. با ردیابی دارو در بدن می‌توان فهمید که چه اتفاقی در حال رخ دادن بوده و آیا فرآیند درمان درست انجام می‌شود یا خیر.
این گروه تحقیقاتی درون نانوذرات را با استفاده از دارو‌های شیمی درمانی دوکسوروبیسین پر کردند؛ دارویی که هم‌اکنون برای درمان سرطان‌های مثانه، ریه، پستان و رحم مورد استفاده قرار می‌گیرد. نتایج این پژوهش نشان داد که این نانوذرات نه تنها مضر نبوده بلکه قادراند تومورها را نیز تحت تاثیر قرار دهند. قدم بعدی در این پروژه آن است که با بهبود این سیستم بتوان از آن برای درمان سرطان‌هایی که درمان آن با شیمی‌درمانی دشوار است، استفاده کرد. با تغییر ابعاد این نانوذرات یا اصلاح سطح آن می‌توان آنها را برای چسبیدن به سلول‌های مشخص آماده کرد.
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای تحت عنوان "in vitro evaluation of non-protein adsorbing breast cancer theranostics based on 19f-polymer containing nanoparticles" در نشریه particle & particle systems characterization به چاپ رسیده 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.

پژوهشگران موسسه فناوری سلطنتی ملبورن، نانوذراتی تولید کرده‌اند که بسیار ارزان و غیرسمی بوده و از آن می‌توان برای رادیودرمانی سرطان استفاده کرد. این نانوذرات می‌تواند جایگزین نانوذرات گران‌قیمت طلا در درمان سرطان شود. این تیم تحقیقاتی استرالیایی روی یافتن جایگزینی برای نانوذرات طلا کار می‌کنند تا از آن در درمان سرطان استفاده کنند. نانوذرات طلا بسیار گران‌قیمت و تا حدی سمی است. محمود القطامی می‌گوید: ما دریافتیم که بیسموت می‌تواند گزینه ایده‌آلی باشد. تست‌های ما نشان داد اگر از نانوذرات بیسموت استفاده شود، مقدار تابش دو برابر شده و سلول‌های سرطانی از بین می‌روند. در واقع اگر مقدار تابش را بتوان افزایش داد، آن گاه می‌توان مقدار دوز ماده رادیودرمانی را کاهش داد؛ با این کار بیمار کمتر در معرض اثرات منفی این داروها قرار می‌گیرد. وی می‌افزاید: نانوذرات فلزی می‌توانند موجب بهبود و افزایش کارایی رادیودرمانی شوند، اما باید از موادی ارزان‌تر و ایمن‌تر برای این کار استفاده کرد.
نانوذرات بیسموت گزینه مناسبی برای این کار است، زیرا قیمت هر گرم آن تنها چند دلار است، در حالی که هر گرم نانوذرات طلا هزاران دلار قیمت دارد. از سوی دیگر نانوذرات بیسموت غیرسمی بوده و عوارض جانبی اندکی دارد. القطامی می‌گوید: با این حال هنوز باید تحقیقات بیشتری در این باره انجام داد تا بتوان از این سیستم در درمان سرطان استفاده کرد. نتایج این پژوهش بسیار جالب توجه بوده و انگیزه‌های ما را برای ادامه تحقیقات افزایش می‌دهد.
القطامی با چند گروه تحقیقاتی از دانشگاه ملبورن، موسسه تحقیقاتی سلامت در موسسه فناوری سلطنتی ملبورن، دانشگاه سری و موسسه تحقیقات سرطان برای انجام این پروژه همکاری داشته است. برای تست کارایی بیسموت، القطامی نانوذرات بیسموت را درون یک شناساگر قرار داد؛ شناساگری که توسط همین گروه تحقیقاتی ساخته شده بود. آنها با استفاده از این شناساگر مقدار دوز تابش را در سه بعد اندازه‌گیری کردند.
محققان نمونه و شناساگر را در معرض تابش نرمال مورد استفاده در درمان سرطان قرار دادند. مقدار تابش مورد نیاز برای رهاسازی در نانوذرات بیسموت با دوز مورد نیاز برای درمان با نانوذرات طلا مقایسه شد. نتایج نشان داد که نانوذرات مبتنی بر بیسموت تابش را 90 درصد افزایش می‌دهند. این تیم تحقیقاتی قصد دارد که مطالعات بیشتری انجام دهد تا یافته‌های خود را اعتبار بیشتری ببخشد. با این کار مسیر استفاده از این روش برای درمان سرطان هموار می‌شود. نتایج این پژوهش در کنفرانس بین المللی دوزیمتری تابش سه بعدی در سیدنی ارائه شده است.

تشخيص زودهنگام سرطان در درمان موفق آن بسيار ضروري است. در بسياري موارد از زنده‌بيني (بيوپسي) براي تشخيص سرطان استفاده مي‌شود. «زنده‌بيني مايع» روش جديدي است که در آن سلول‌هاي سرطاني موجود در جريان گردش خون (CTCها) از نمونه‌هاي خوني گرفته شده و مورد بررسي قرار مي‌گيرند؛ با افزايش دقت زنده‌بيني مايع اين روش مي‌تواند جايگزين روش تهاجمي زنده‌بيني در تشخيص تومورهاي متاستاتيک (جابه‌جا شونده) شود. CTCها مي‌توانند در تشخيص انتشار سرطان، پيش‌بيني وضعيت بيمار و حتي تعيين اثر درمان‌هاي صورت گرفته مورد استفاده قرار گيرند. با در نظر گرفتن اين واقعيت که خون انسان مجموعه بسيار پيچيده‌اي از سلول‌ها و متابوليت‌هاي مختلف است، تشخيص دقيق CTCها در خون بسيار دشوار است.
دکتر «آلفردو دلا اسکوسورا مونيز»، محقق ارشد گروه نانوالکترونيک زيستي و زيست‌حسگرها در موسسه نانوفناوري کاتالان مي‌گويد: اصلي‌ترين روش شناسايي CTCها برچسب‌زني آنها با پادتن‌ها (immunocytometry) و سپس آناليز فلورسانسي و يا تشخيص بيان نشانگرهاي تومور با استفاده از واکنش زنجيره‌اي پليمراز معکوس است. با اين حال جداسازي CTCها از مايعات بدن به روش‌هاي پيچيده‌اي نياز دارد که اغلب از کارايي و خلوص محصول پاييني برخوردارند.
«اسکوسورا» و همکارانش يک روش الکتروشيميايي ساده و سريع براي تشخيص کمي سلول‌هاي سرطاني در گردش خون ابداع کرده‌اند؛ در اين روش به‌ طور هم‌زمان از دانه‌هاي مغناطيسي پوشيده شده با پادتن و نانوذرات طلاي پوشيده شده با پادتن استفاده مي‌شود. ذرات مغناطيسي به‌ذصورت انتخابي به سلول‌هاي سرطاني پيوند يافته و سپس با استفاده از يک ميدان مغناطيسي آنها را از نمونه خون جدا مي‌کنند؛ نانوذرات طلا نيز به سلول‌هاي سرطاني متصل شده و در تشخيص الکتروشيميايي نهايي اين سلول‌ها به‌ کار مي‌روند. «اسکوسورا» مي‌گويد: مزيت اصلي اين راهکار نسبت به روش‌هاي قبلي در روش تشخيص الکتروشيميايي حساس و کمي مورد استفاده نهفته است. وي مي‌افزايد: حساسيت بالا، سادگي، هزينه پايين، استفاده راحت و کوچک و قابل حمل بودن سامانه تشخيص الکتروشيميايي آن را براي استفاده در محل مورد نياز مناسب مي‌كند. به‌ علاوه، استفاده از برچسب‌هاي الکتروکاتاليزوري نانوذرات طلا موجب ايجاد رکوردهاي الکتروشيميايي بسيار ساده‌اي مي‌شود که امکان تشخيص سريع و کمي سلول‌ها را در نمونه ايجاد مي‌کند.
به گزارش ایسنا، هدف اين گروه تحقيقاتي استفاده از اين روش روي نمونه‌هاي واقعي انساني است که در آن سلول‌هاي ديگر، پروتئين‌ها و متابوليت‌هاي مختلف حاضر هستند. جزئيات اين کار در مجله «Nano Letters» منتشر شده است.

محققان دانشگاه کاليفرنيا در «ديويس» موفق به سنتز گروه جديدي از نانوذرات شده‌اند تا از رهايش زودهنگام دارو جلوگيري كنند؛ اين کار دقت رسانش دارو به تومورهاي سرطاني را افزايش داده و کارايي داروي رهاشده را بهبود مي‌بخشد. اين پژوهشگران به ‌رهبري پروفسور «کيت لام»، استاد دانشکده بيوشيمي و پزشکي مولکولي، مايسل‌هاي جديدي به‌ نام مايسل‌هاي با پاسخ دوگانه و پيوند عرضي بروناتي (BCMs) توليد کرده‌اند که در پاسخ به محرک‌هاي خاص، تغييرات فيزيوشيميايي ايجاد مي‌کنند.
مايسل‌ها مجموعه‌اي از مولکول‌هاي فعال سطحي هستند که در يک مايع آبي همانند آب شور پخش شده‌اند. اين ذرات نانومقياس بوده و مي‌توانند به‌ عنوان نانوحامل در دارورساني به ‌کار‌ روند. BCMها دسته جديدي از مايسل‌ها به ‌شمار مي‌روند که در پاسخ به ميکرومحيط اسيدي تومور و يا يک ترکيب شيميايي تزريق ‌شده همانند مانيتول محتواي خود را به سرعت آزاد مي‌کنند. «يوآن پيلي»، نويسنده اول مقاله مربوط به اين کار مي‌گويد: استفاده از نانوحامل‌هاي مايسلي هدف‌گير که به شکلي برگشت‌پذير، پيوند عرضي برقرار مي‌کنند، از رهايش زودهنگام داروهاي ضدسرطان در جريان خون جلوگيري کرده و غلظت دارو را در محل تومور افزايش مي‌دهند. اين قابليت مي‌تواند پيشرفت زيادي در درمان سرطان ايجاد کند.
استفاده از نانوذراتي که در برابر محرک‌هاي خاص عکس‌العمل نشان مي‌دهند، در زمينه دارورساني افزايش يافته است. از ميان اين نانوذرات مي‌توان به مايسل‌هاي پاسخگوي داراي پيوند عرضي (SCMs) اشاره کرد که مي‌توانند به ‌عنوان حامل‌هاي نانومقياس در رسانش دارو به تومورها به‌ کار روند. اغلب نانوذرات محتواي خود را به شکل زودهنگام رها کرده و به هدف خود نمي‌رسند. SCMها مي‌توانند محتواي خود را تا رسيدن به هدف مورد نظر کپسوله کرده و از رهايش آنها در جريان خون جلوگيري کنند. توليد مايسل‌هاي داراي پيوند عرضي که به محيط پيرامون خود حساس هستند، مي‌تواند در درمان سرطان بسيار مفيد باشد. اين مايسل‌ها محتواي خود را درون بافت سرطاني رها مي‌کنند.
به گزارش ایسنا، مايسل‌هاي با پاسخ دوگانه که توسط گروه لام توليد شده‌اند، نسل جديدي از SCMها محسوب مي‌شوند که قابليت پاسخگويي به چندين محرک مختلف را دارند. اين مايسل‌ها دارو را بر اساس خودآرايي پليمرهاي حاوي بورونيک اسيد و پليمرهاي حاوي کاتچول (catechol) رها مي‌كنند؛ هر دوي اين پليمرها موجب حساسيت غيرعادي مايسل‌ها به pH محيط مي‌شوند. اين محققان پايداري مايسل‌هاي داراي پيوند عرضي بوروناتي و همچنين پاسخ آنها به محيط اسيدي و مانيتول را به ‌دقت بهينه‌سازي کرده‌اند. جزئيات اين کار به صورت آنلاين در «Angewandte Chemie» منتشر شده است.