پزشکی بالینی

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.  

محققان دانشگاه لوند در سوئد طی تحقیقاتی جدید موفق شدند از طریق کنترل نانوذرات بوسیله آهن‌ربا، سلول‌های سرطانی را وادار به خودتخریبی کنند. محققان سوئدی اظهار کرده‌اند این آخرین اخبار سرطان بدان معنی است که در حال رسیدن به نوع جدیدی از درمان سرطان هستند. روش بکار گرفته شده در تحقیقات جدید این محققان،‌ بسیار آرام و دقیق‌تر از شیمی درمانی و پرتو درمانی است. بهترین چیز در مورد نانوذرات کنترل از راه دور است. این واقعیت که دانشمندان موفق به مورد هدف قرار دادن سلول‌های انتخاب شده بدون صدمه زدن به بافت اطراف آن هستند، بسیار امیدوارکننده است.
شیمی درمانی بر سلول‌های سالم بدن تاثیر می‌گذارد و عوارض جانبی جدی به همراه دارد. پرتودرمانی نیز بر بافت سالم اطراف تومور سرطانی تاثیر می‌گذارد. محققان می‌گویند: این روش جدید تنها به سلول‌های سرطانی حمله می‌کند. در حال حاضر، تنها یک درمان دیگر که این کار را انجام می‌دهد، درمان پروتون به عنوان پیشرفته‌ترین درمان در دسترس سرطان است، اما نانوذرات با کنترل از راه دور می‌توانند بسیار موثرتر عمل کنند.
این محققان نانوذرات اکسید آهن را گرفته‌اند و بیماران سرطانی را با یک شکل از مغناطیس درمان کرده‌اند. هنگامی که این ذرات در داخل سلول‌های سرطانی هستند، در یک میدان مغناطیسی قرار گرفته و نانوذرات شروع به چرخش می‌کنند، به طوری که لیزوزوم‌ها شروع به از بین بردن سلول می‌کنند. لیزوزوم‌ها واحدی هستند که تمیز کردن سلول‌ها را بر عهده دارند، همچنین می‌توانند فرآیندی به نام مرگ سلولی ایجاد کنند که در آن سلول‌های آسیب دیده خود را نابود کنند.
تیم تحقیقاتی در دانشگاه لوند برای اولین بار به استفاده از نانوذرات مغناطیسی برای از بین بردن سلول‌های سرطانی اقدام کرده‌اند و این روش یکی از اولین موارد برای انجام درمانی بدون هیچ گونه عوارض جانبی است. در این درمان، نانوذرات مغناطیسی به بافت اطراف سلول‌های آسیب دیده رسیده و با گرما، تولید التهاب می‌کنند. در حالی که این درمان در درجه اول برای سرطان در نظر گرفته شده است، اما می‌توان آن را در بسیاری از موارد نظیر بیماری‌های خودایمنی مانند دیابت نیز استفاده کرد. محققان می‌گویند: جهت اطمینان بیشتر همچنان تحقیقات بیشتری باید انجام شود، اما این آخرین اخبار سرطان بسیار امیدوار کننده است. نتیجه این پژوهش در نشریه Science منتشر شده است.

پژوهشگران دانشگاه کارولینای شمالی نانوذراتی حاوی انسولین تولید کرده‌اند که زیر پوست تزریق شده و با تحریک یک دستگاه اولتراسونیک انسولین را به آرامی رهاسازی می‌کند. یکی از مزیت‌های این دستگاه آن است که تزریق به‌ صورت چند روز یک بار انجام می‌شود، در حالی که در روش تزریق سوزنی در طول یک روز چند بار باید تزریق انجام شود. ژن گو از محققان این پروژه می‌گوید: این روش یک گام بزرگ برای تزریق بدون درد انسولین در بیماران دیابتی است تا بتوانند سطح گلوکز خون خود را در مقدار بهینه نگه‌ دارند.
در این روش نانوذرات زیست‌سازگار و زیست‌تخریب‌پذیر زیر پوست بیمار تزریق می‌شود. این نانوذرات از جنس پلی‌لاکتیکوگلیکولیک اسید (PLGA) است که در آن با انسولین پر شده‌ است. هر نانوذره PLGA می‌تواند با استفاده از پوسته‌ای از جنس کیتوزان که دارای بار مثبت است، پوشانده شود (کیتوزان ماده‌ای زیست‌تخرب‌پذیر است که به‌ صورت طبیعی در پوسته سخت‌پوستانی نظیر میگو وجود دارد). برخی از نانوذرات PLGA نیز پوسته‌ای از جنس آلژینات بار منفی دارند. زمانی که این دو محلول با هم ترکیب می‌شوند، پوسته‌های دارای بار منفی و مثبت به سمت یکدیگر جذب شده و به کمک نیروی الکترواستاتیک یک شبکه نانومقیاس تشکیل می‌دهند. با تزریق این نانوذرات به زیر پوست، این شبکه موجب می‌شود نانوذرات در کنار یکدیگر باقی بمانند که مانع از پخش آن در سراسر بدن می‌شود.
این نانوذرات دارای ساختار متخلخل هستند، بنابراین انسولین به آهستگی از آن خارج می‌شود اما وجود شبکه، مانع از رهایش ناگهانی انسولین خواهد شد. این ساختار می‌تواند به نحوی طراحی شود که مقدار مورد نیاز انسولین برای بدن از این ساختار خارج شود. بیماران دیابتی نوع یک و دو نیازمند تزریق مقدار زیادی انسولین در طول روز هستند که این تزریقات با درد همراه است. با این روش جدید، انسولین بصورت چند روز یک بار به بدن تزریق می‌شود، در حالی که قند خون در سطح نرمال نگه داشته می‌شود. یک دستگاه اولتراسونیک می‌تواند موجب تحریک شبکه شده تا رهایش انسولین به آرامی انجام شود. اولتراسونیک با استفاده از ایجاد گاز در زیر پوست، باعث تحریک نانوشبکه برای رهایش انسولین می‌شود.

محققان سوئیسی نانومیله‌هایی از جنس طلا طراحی و روشی برای تولید انبوه آن ارائه کردند. نانوذرات کاربردهای زیادی در پزشکی دارند؛ این مواد می‌توانند برای تشخیص بیماری و یا به‌ عنوان حامل دارو برای از بین بردن تومورهای سرطانی استفاده شوند. اخیرا پژوهشگران سوئیسی ETH نانوذراتی ساختند که می‌تواند برای درمان سرطان مورد استفاده قرار گیرد. این گروه تحقیقاتی از قدرت نفوذ پرتوهای مادون قرمز برای این کار استفاده کردند؛ آنها نانوذرات خود را به‌ گونه‌ای طراحی کردند که درصورت تابش پرتوهای مادون قرمز به بدن شروع به نوسان کرده و این نوسان گرما ایجاد می‌کند و گرمای تولید شده برای از بین بردن تومور سرطانی استفاده می‌شود.
طلا یکی از عناصر رایج برای تولید نانوذرات مورد استفاده در پزشکی است، زیرا این ماده تاثیر غیرمعمولی بر بدن نداشته و آغازگر واکنش‌های ناخواسته و غیرمطلوب در بدن نیست. نانوذرات کروی طلا هیچ خاصیت پلاسمونیکی ندارند، بنابراین باید آنها را به‌ صورت میله‌ای یا هسته‌ای‌ پوسته‌ای تولید کرد. این ساختارها می‌توانند پرتوهای مادون قرمز را جذب کرده و در اثر پدیده پلاسمونیک گرما تولید کنند. تولید انبوه این نانومیله‌ها و نانوپوسته‌ها کاری پیچیده و پرهزینه است.
این گروه تحقیقاتی با یک ترفند ساده موفق به تولید انبوه این ساختارها شدند. آنها سطح نانوذرات کروی طلا را با اکسید سیلیکون پوشش داده و با این کار این نانوذرات را به‌ صورت کروی به یکدیگر متصل کردند. این ساختار میله‌ای تولید شده یک ویژگی منحصربفرد دارد؛ در هنگام گرم شدن، این نانوذرات تغییر شکل نمی‌دهند. نانومیله‌هایی که پیش از این برای درمان سرطان استفاده می‌شد، در هنگام گرم شدن تغییر شکل می‌داد که این کار اثربخشی دارو را کاهش می‌دهد.
این گروه، نانومیله‌های تولید شده را برای از بین بردن سلول‌های سرطان پستان مورد آزمایش قرار دادند. نتایج نشان داد که سلول‌های سرطان در اثر گرمای حاصل از اثر پلاسمونیک نانومیله‌های طلا از بین رفتند. این گروه برای رساندن نانومیله‌های طلا به محل تومور از ذرات اکسید آهن سوپرپارامغناطیس استفاده کردند. آنها با استفاده از میدان مغناطیسی نانوذرات متصل به اکسید آهن را به محل تومور هدایت کرده و در آنجا آنها را متجمع کردند. هرچند تست‌های آزمایشگاهی این روش درمانی مثبت بوده است، اما هنوز سوالات زیادی برای رسیدن به مرحله تست بالینی باقی مانده است که باید پاسخ داده شود.

محققان موسسه فناوری ماساچوست نانوذراتی طراحی کرده‌اند که می‌تواند دارو را در خود کپسوله کرده و در محل موردنظر رهاسازی کند. مزیت این نانوذرات در این است که به‌ صورت خوراکی وارد بدن می‌شود و نیاز به تزریق جلدی نیست. رهایش دارو به‌وسیله نانوذرات می‌تواند برای درمان بیماری‌های مختلف، نظیر سرطان مورد استفاده قرار گیرد. نانوذراتی که تاکنون برای رهایش دارو مورد استفاده قرار می‌گرفتند دارای محدودیت‌هایی است. اخیرا پژوهشگران MIT با همکاری بیمارستان زنان بیرمنگام (BWH) نوع جدیدی از نانوذرات را تولید کرده‌اند که می‌تواند از طریق دهان مصرف شده و با هضم در معده، جذب بدن می‌شود، با این کار دیگر نیازی به تزریق نبوده و تنها با بلعیدن، دارو وارد بدن می‌شود.
در مقاله‌ای که این گروه تحقیقاتی در نشریه Science Translational Medicine به چاپ رساندند نشان دادند که با این روش می‌توان انسولین را وارد بدن موش کرد. پژوهشگران این پروژه می‌گویند این ذرات می‌تواند هر نوع دارویی را که امکان کپسوله شدن داشته باشد در خود نگه‌ دارند. این نانوذرات جدید دارای پوشش‌هایی از جنس آنتی‌بادی هستند که به‌عنوان کلید برای اتصال به گیرنده‌های سطح سلول هدف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
این نوع رهایش دارویی می‌تواند برای درمان برخی بیماری‌ها نظیر افزایش کلسترول خون استفاده شود. در این روش به جای آن که بیمار به‌ صورت دوره‌یی به پزشک مراجعه کند تا دارو به‌ روش تزریقی برای او تجویز شود، تنها با خوردن دارو می‌تواند بهبود یابد. رابرت لانگر از موسسه فناوری ماساچوست می‌گوید: اگر شما بیمار شوید تنها با خوردن چند قرص درمان خواهید شد. انواع مختلفی از نانوذرات حامل داروی شیمی‌درمانی دارای رشته‌های کوتاه RNA هستند که می‌توانند ژن‌های ویژه‌ای را در بدن خاموش کنند. همچنین این نوع نانوذرات قادراند به بافت‌ها و سلول‌های سرطانی حمله کنند. این نوع نانوذرات بعد از تزریق به بدن از طریق خون، تمام بدن را طی می‌کنند تا به نقطه موردنظر برسند، پس از رسیدن به این نقطه، داروی موردنظر را در آنجا رهاسازی می‌کنند.
نانوذراتی که از طریق خوردن وارد بدن می‌شوند، باید بتوانند از طریق روده جذب شوند این در حالی است که روده حاوی لایه‌های متعددی سلول‌های مخاطی است که به‌صورت سدی در برابر این نانوذرات عمل خواهند کرد. بنابراین عبور نانوذرات از این سد، کاری چالش برانگیز خواهد بود. برای عبور از این سد، پژوهشگران سطح نانوذرات را با پروتئین Fc پوشش دادند، این پروتئین به سطح گیرنده‌های سلول‌های روده متصل شده و شرایط عبور از آن را فراهم می‌کند.

یک روش واکسینه جدید با استفاده از نانوذرات، می‌تواند کلیدی برای مقابله با ویروس‌های دستگاه عصبی باشد که یکی از متداول‌ترین بیماری‌هایی است که از طریق خوردن غذا وارد معده می‌شود. محققان استرالیایی با کاربرد نانوذرات از طریق واکسن‌ها، آنتی‌ژن‌های پپتیدی را برای رشد بیشتر به بدن وارد کرده‌اند. آن‌ها در این تحقیق آنتی‌ژن‌های رترو ویروس را به درون ذرات P وارد کرده‌اند تا در برابر این ویروس مانند نوروویروس‌ها در موش ایمنی ایجاد کنند.
ذرات P دارای یک ساختار منحصر به فرد است. این ذرات حاوی 24 کپی از پروتئین‌های بیرونی نورو ویروس هستند. از فواید ذرات P این است که شامل سه نوع از حلقه‌های سطحی است که برای دامنه گسترده‌ای از آنتی‌ژن‌ها کاربرد دارند. علاوه بر این، ایمنی ژنتیکی زیاد و مقاومت منسجمی را به وجود می‌آورد و اخیرا برای استفاده در کشورهای در حال توسعه از اهمیت خاصی برخوردار است.
هر دو نوع ویروس عامل اصلی بروز ورم معده هستند. این موارد موجب اسهال شدید در کودکان می‌شوند. نوروویروس به طور مشخص مسری بوده و گاهی نیز باعث بروز آنفلوانزا می‌شود که می‌تواند طی دو یا سه روز در یک فرد سالم باعث اسهال و استفراغ شود. این آنتی‌ژن‌ها می‌توانند به آسانی وارد فرایندهای ساخت و ساز در بدن شوند. با این ساختار منحصر به فرد با کارایی بالا، تولید آسان و هزینه اندک، این محصول جدید در علوم زیستی کاربرد فراوان دارد.

دانشمندان آمریکایی در روش جدید خود، نواحی خاص سلول‌های سرطانی را با داروهای مختلف و به طور همزمان هدف قرار داده‌اند. این محققان شیوه‌ای را برای تولید نانوذراتی ارائه‌ داده‌اند که دو داروی قاتل سرطان را به درون بدن حمل کرده و این داروها را به بخش‌های مختلف سلول‌های سرطانی تحویل می‌دهند. محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی و دانشگاه کارولینای شمالی در چاپل‌هیل، این روش را طراحی کرده‌اند. دکتر ژن گو، نویسنده ارشد این مقاله گفت: با آزمایش بر روی موش‌ها، روش ما در مقایسه با شیوه‌های درمانی عادی منجر به پیشرفت مهمی در کاهش تومور سرطان پستان شد.
سلول‌های سرطانی می‌توانند مقاومتی را در مقابل داروهای شیمی‌درمانی ایجاد کنند، اما زمانی که چندین دارو به طور همزمان به آنها شلیک می‌شوند، کمتر احتمال دارد که این مقاومت را از خود بروز دهند. در این شیوه، داروهای مختلف، بخش‌های مختلف سلول سرطانی را هدف قرار می‌دهند؛ به طور مثال، داروی پروتئین TRAIL علیه غشای سلولی کارآمدتر است و زمانی هم که داروی Dox به هسته‌ها شلیک می شود، عملکرد آن بسیار مفید گزارش شده است. روش جدید تحویل موضعی خاص، نخست داروی TRAIL را به غشاهای سلولی سرطانی تحویل می‌دهد و سپس به درون غشا برای شلیک داروی Dox به هسته‌ها، نفوذ می‌کند.
تیم تحقیقاتی، نانوذرات را با یک پوسته خارجی متشکل از اسید هیالورونیک (HA) و TRAIL طراحی کرد. این اسید با گیرنده‌های موجود بر روی غشاهای سلول‌های سرطانی تعامل برقرار می‌کند و این گیرنده‌ها نانوذرات را گیر می‌اندازند. آنزیم‌های موجود در محیط سلول سرطانی، HA را تجزیه و TRAIL را روی غشای سلولی آزاد می‌کنند و در نهایت، مرگ سلول را رقم می‌زنند. دانشمندان در حال بهینه‌سازی این روش هستند و امیدوارند بتوانند آن را برای تولید در مقیاس بزرگ عرضه کنند. جزئیات این مطالعه در مجله Advanced Functional Materials منتشر شد.

محققان دانشگاه کالیفرنیا روش دارورسانی جدیدی را ارائه کردند که می‌توان با استفاده از آن سلول‌های سرطان پانکراس را از بین برد. سرطان پانکراس یک بیماری کشنده بود که تا رسیدن به مراحل پیشرفته بیماری امکان شناسایی آن وجود نداشت. روش‌های درمان این بیماری بسیار محدود و نرخ موفقیت آنها نیز بسیار اندک است. برای این که بتوان روش‌های جدیدی را برای درمان این بیماری پیدا کرد، باید بتوان ابتدا آن را شناسایی کرد، در حالی که شناسایی این بیماری چند سال پس از آغاز آن قابل انجام است.
در بیماری سرطان پانکراس، تومورهای سرطانی از سلول‌هایی تشکیل شده‌اند که اطراف آنها را عناصر ساختاری نظیر استورما محاط کرده‌اند. استورما از مواد مختلفی نظیر بافت‌های رسانا و پریسایت‌ها تشکیل شده‌ است. وجود استورما موجب می‌شود تا داروهای شیمی‌درمانی به سلول‌های سرطانی نرسد. در نتیجه اثربخشی داروهای سرطانی به شدت کاهش می‌یابد. این گروه تحقیقاتی روش نانودرمانی دو موجی را در این پروژه به کار گرفتند، در این روش، دو نوع مختلف از نانوذرات به رگ‌های خونی تومور در موش تزریق شد. در موج اول، نانوذرات حاوی ترکیباتی هستند که می‌توانند پریسایت‌های اطراف تومور را از بین ببرند. موج دوم دارو، حاوی نانوذرات و حامل داروی شیمی‌ درمانی نیز است که می‌تواند سلول‌های سرطانی را از بین ببرد. در واقع نانوذرات موج اول تومور را بی‌دفاع کرده و موج دوم نانوذرات، به تومور حمله می‌کنند.
این گروه تحقیقاتی در ابتدا به دنبال دارویی بودند که بتواند بصورت مستقیم سلول‌های سرطانی را هدف قرار دهد، اما مشکل اول آنها عدم دسترسی به این سلول‌ها بود. این روش جدید را که محققان یافتند، می‌تواند از طریق دخالت در ارتباط سلولی (مکانیسم ارتباط میان سلول‌ها) مشکل آنها را حل کند. نانوذرات موج اول می‌توانند سیگنال‌های سلولی ایجاد کنند که در نهایت موجب ممانعت از تشکیل پریسایت می‌شود، با این کار مسیر برای حمله موج دو نانوذرات باز می‌شود؛ موجی که می‌تواند داروی شیمی‌درمانی را به درون سلول‌های سرطانی برساند. محققان سلول‌های سرطان پانکرانس انسان را درون بدن موش قرار داده و این روش درمانی را مورد آزمایش قرار دادند. نتایج نشان داد که سلول‌های سرطانی با نرخ بالاتری نسبت به روش‌های رایج از بین رفتند. این گروه تحقیقاتی نتایج یافته‌های خود را در قالب مقاله‌ای در نشریه ACS Nano به چاپ رسانده‌اند.

دانشمندان دانشگاه آکسفورد شیوه‌ای را برای استفاده از نانوذرات جهت بررسی مکانیسم‌های موجود در پس موارد معماگونه ناباروری طراحی کردند. این شیوه به محققان در کشف عوامل ناباروری بدون توضیح و طراحی درمان‌هایی برای زوج‌های تحت تاثیر این موضوع کمک می‌کند. روش ارائه‌شده شامل بارگیری «پاکت‌»های نانوذرات سیلیس متخلخل با ترکیباتی برای شناسایی، تشخیص یا درمان عوامل ناباروری است.
محققان نشان دادند این نانوذرات می‌توانند بدون عوارض تعیین‌کننده بر روی کارکرد آنها به اسپرم گراز وحشی (boar) متصل شوند. دکتر ناتالیا بارکالینا، رهبر ارشد این مطالعه گفت: یکی از ویژگی‌های جذاب نانوذرات این است که آنها مانند یک پاکت خالی با تنوعی از ترکیبات، بارگیری و در درون سلول‌ها جاسازی می‌شوند. وی ادامه داد: نانوذراتی که ما استفاده می‌کنیم در فعالیت اسپرم مداخله نکرده و این موضوع آنها را به ظرف تحویل ایده‌آل تبدیل می‌کند. بارکالینا مدعی است وی و همکارانش طی چند سال آینده قادر به تعیین و حتی تشخیص موارد نایاب ناباروری و ارائه درمان‌هایی برای مقابله با آن خواهند بود.
مطالعه اسپرم‌ها به دلیل اندازه کوچک، شکل غیرمعمول و عمر کوتاهشان در خارج از بدن دشوار است.  به منظور کشف عوامل ناباروری، دانشمندان به بررسی اسپرم برای کشف منشا این مشکل نیاز دارند، اما شیوه‌های پیشین شامل فرآیندهای پیچیده در حیوانات و بروز ماه‌ها تاخیر پیش از استفاده از اسپرم بودند. دکتر کوین کوارد، یکی از حاضرین در این پروژه نیز در این رابطه اظهار کرد: هم‌اکنون می‌توانیم به سادگی اسپرم را در معرض نانوذرات و در ظرف آزمایشگاه قرار دهیم و این فرآیند به اندازه‌ای ساده است که تمامی مراحل به هنگام بقای اسپرم و بدون آسیب به آن صورت می‌گیرند.
تیم علمی حاضر از اسپرم گراز وحشی به دلیل شباهت‌هایش در اندازه، شکل و فعالیت به اسپرم انسان استفاده کرده‌اند و امیدوارند بتوانند یافته‌هایشان را در اسپرم انسان تکرار کنند. آنها همچنین امید دارند بتوانند امکان استفاده از نانوذرات را برای تحویل ترکیبات به تخمک‌ها نیز بررسی کنند. جزئیات این روش در مجله Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine منتشر شد.

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 مؤسسه تحقیقات کاربردی پلیمر فرانهوفر آلمان شیوه جدیدی ابداع کرده‌اند که به نمایش مواد حاوی نانوذرات با قابلیت کشتن انتخابی سلول‌های تومور می‌پردازد. محققان از آبگریزها یا وزیکولهای چربی نامحلول در آب به عنوان حامل‌های دارویی کوچک 200 تا 250 نانومتری استفاده کردند. این حامل‌ها از لحاظ زیستی در بدن پس از استقرار قابل تخریب و تجزیه هستند. از پلیمرها برای تثبیت نانوپوشش استفاده می‌شود که از مولکولهای بسیار خاص و به رسمیت شناخته شده توسط سلولهای تومور برخوردارند. این پوشش نانوذرات که متخصصان آن را ویزکول می‌نامند، از ساختاری شبیه سلول برخوردارند.
دانشمندان این حامل‌ها را با دوکسوروبیسین که یکی از عوامل ضد سرطانی مورد استفاده در شیمی‌درمانی است، پر کردند. سدیم تترادسیل سولفات نیز که نوعی سورفاکتانت است، به جذب بهتر این عامل فعال کمک می‌کند. محققان اکنون توانسته‌اند کارایی رویکرد خود را در آزمایشات آزمایشگاهی اثبات کنند. این دانشمندان از گونه سرطان گردن رحم و سرطان روده بزرگ برای چهار آزمایش درون آزمایشگاه استفاده کرده و دریافتند که هر کدام واکنش کاملا متفاوتی به دوکسوروبیسین نشان می‌دادند. برای مثال سلولهای سرطان روده بزرگ به این مواد حساس بودند در حالیکه سلولهای سرطان گردن رحم چنین حساسیتی نداشتند.

یک تیم تحقیقاتی در مرکز سرطان جانسون موفق به ارائه یک سیستم دارویی شامل نانوذرات الماس شدند که می‌تواند سلول‌های سرطان مغز را از بین ببرد بدون این که به سلول‌های سالم اطراف اثری داشته باشد. عوامل شیمی‌درمانی نظیر دوکسوروبیسین دارای عوارض جانبی زیادی روی بدن هستند که با سیستم دارویی جدید که در آن از نانوذرات الماس به عنوان حمل کننده داروی شیمی‌درمانی برای رهایش مستقیم در تومور مغز استفاده شده، عوارض جانبی دارو کاهش یافته و اثربخشی آن بالا رفته است.
دوکسوروبیسین یک عامل شیمی‌درمانی رایج برای درمان تومورها است، به طوری که برای از بین بردن تومورهای مغزی نیز از این ماده شیمیایی استفاده می‌شود. برای درمان باید این عامل شیمی‌درمانی مستقیما به درون تومور تزریق شود، اما این کار اثرات جانبی روی بدن دارد. برای رفع این مشکل محققان این عامل شیمیایی را روی نانوذرات الماس قرار دادند و ساختار دارویی موسوم به ND-DOX تولید کردند.
نانوذرات الماس دارای ابعادی در حدود 4 تا 5 نانومتر بوده و قادر به حمل ترکیبات شیمیایی مختلف هستند. سلول‌های سرطانی معمولا در برابر ورود ترکیبات شیمیایی و داروها مقاومت می‌کنند اما این نانوذرات به راحتی وارد سلول‌های سرطانی می‌شوند؛ بنابراین عوامل شیمی‌درمانی می‌توانند زمان طولانی‌تری را درون سلول سرطانی باقی‌بمانند بدون این که روی سلول‌های سالم اطراف تاثیر منفی بگذارند.
این گروه تحقیقاتی با روشی موسوم به CED، این دارو را به درون مغز موش آزمایشگاهی تزریق کردند. نتایج نشان داد که بعد از تزریق دارو به موش، دوکسوروبیسین زمان طولانی‌تری درون سلول‌های سرطانی باقی می‌ماند که این نشان از اثربخشی این داروی جدید دارد. از سوی دیگر این روش موجب می‌شود تا مرگ سلول‌های سرطانی (اپوپتوسیس) افزایش یابد.
این نتایج برای اولین بار نشان می‌دهد که رهایش مقادیر کمی از دوکسوروبیسین می‌تواند روی درمان تومور مغز اثربخش باشد، به طوری که دارو اثرات سمی و جانبی کمی داشته و در عین حال زمان طولانی‌تری درون سلول سرطانی باقی می‌ماند. در واقع بدون این که سلول‌های اطراف آسیبی ببینند سلول‌های سرطانی دچار مرگ می‌شوند. مقایسه میان موش‌هایی که از این دارو استفاده کردند با موش‌هایی که تنها دوکسوروبیسین به آنها تزریق شده نشان می‌دهد که شانس زنده ماندن در موش‌های دسته اول بیشتر است.

یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه بوستون و دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا موفق به ابداع روشی شدند که با استفاده از آن می‌توان داروی ترمیم‌کننده را به درون میکروترک‌های موجود در استخوان وارد کرد. برای ترمیم استخوان با دارو، ترکیبات دارویی وارد خون می‌شوند تا به ترک‌های استخوان برسند.
پژوهشگران موفق به ارائه روشی شدند که در آن، نانوذرات حامل دارو می‌توانند ترکیبات پرکننده استخوان را به محل مورد نظر برده و به صورت هدفمند در آنجا رهاسازی کنند. این نانوذرات انرژی مورد نیاز خود را، خود تهیه می‌کنند. این انرژی از ترک‌های موجود در استخوان تامین می‌شود. «آیوسمن سن» از محققان این پروژه می‌گوید: زمانی که یک ترک در استخوان ایجاد می‌شود شرایط را برای اضمحلال مواد‌ معدنی درون استخوان فراهم می‌کند. این مواد‌ معدنی به صورت ذرات بارداری در آمده و موجب تشکیل یک میدان الکتریکی در استخوان می‌شوند. همین میدان الکتریکی به صورت پالس‌هایی، نانوذرات دارای بار منفی را به سوی ترک می‌کشاند. نتایج کار ما نشان داد که ذرات زیست‌سازگار قادرند به صورت طبیعی داروی اوستئوپروسیس را مستقیما به درون ترک استخوان وارد کنند.
وی می‌افزاید: تشکیل این نوع میدان الکتریکی پیش از این برای دانشمندان شناخته شده بود، اما تاکنون کسی از آن به عنوان منبع انرژی برای درمان ترک‌های استخوان استفاده نکرده بود. این روش خلاقانه‌ای است که می‌توان با آن ترک‌ها را شناسایی و دارو را مستقیما وارد ترک کرد.
در روش‌های فعلی دارو وارد گردش خون می‌شود و با چرخش درون بدن به ترک‌ها می‌رسد. در این روش‌ها ممکن است دارو به ترک برسد و این امکان وجود دارد که به ترک نرسد؛ حتی ممکن است دارو به مقدار کافی به ترک نرسد و فرآیند جوش خوردن به دلیل کم بودن دوز دارو آغاز نشود. اما این روش جدید بسیار هدفمندتر و کاراتر از تمام روش‌های فعلی است.
این گروه تحقیقاتی برای بررسی روش خود آزمایش‌های متعددی انجام دادند. در این آزمایش‌ها دارو به همراه ذرات فلورسانس موسوم به نقاط کوانتومی وارد بدن شدند. دلیل استفاده از نقاط کوانتومی آن است که بتوان مسیر حرکت دارو را در بدن شناسایی کرد. نتایج کار نشان داد که نقاط کوانتومی و دارو به سوی ترک‌ها حرکت کرده و در محل ترک روی هم انباشته می‌شوند. در واقع محققان موفق به ساخت نانوذرات حامل دارو شدند که می‌توان مواد و ترکیبات پرکننده استخوان را درون این نانوذرات قرار داد و در نهایت درون ترک‌ها رهاسازی کرد.

محققان آمریکایی موفق به طراحی پلیمر هوشمندی شدند که قادر به رهاسازی داروی ضد سرطان است. آن‌ها برای این کار از خودآرایی رشته‌های دی‌ان‌ای استفاده کردند. این ساختار جدید می‌تواند برای رهاسازی داروهای ضد سرطان نظیر دوکسوروبیسین مورد استفاده قرار گیرد. اطلاعات بیشتر درباره این دستاورد پزشکی در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است. خودآرایی نانوذرات یکی از شاخه‌های علم نانو است که از آن در حوزه‌هایی نظیر اپتیک، حسگری و رهاسازی دارو استفاده می‌شود. در طول فرآیند خودآرایی ترکیبی به نانوذره اضافه می‌شود که می‌تواند منجر به واکنشی شود. در پایان فرآیند خودآرایی، نانوذره‌ای ایجاد می‌شود که حالت جامد داشته یا به صورت یک خوشه مولکولی است.
این گروه تحقیقاتی اخیرا به بررسی چگونگی استفاده از DNA برای رسیدن به ساختارهایی مفید پرداخته‌اند. نتایج بررسی‌های اولیه نشان داد که فرآیند خودآرایی نانوذرات بسیار سریع و محصول نهایی بسیار پایدار است، اما این فرآیند خودآرایی بسیار چالش برانگیز است. «مای» از محققان این پروژه می‌گوید: ما به دنبال پاسخ این سوال بودیم که چگونه می‌توان فرآیند خودآرایی در نانوذرات را آغاز یا به پایان رساند. در نهایت دریافتیم که با عامل گرما می‌توان تغییرات ساختاری در یک پلیمر ایجاد کرد و در نهایت یک پلیمر هوشمند طراحی کردیم که ساختار آن در مقیاس نانو تغییر می‌کرد.
پلیمر هوشمند به مولکول بزرگی اطلاق می‌شود که از واحدهای سازنده اتمی ساخته شده است؛ این پلیمر در صورت قرار گرفتن در معرض محرک‌های خارجی نظیر نور، گرما یا اسید می‌تواند واکنش نشان دهد. این گروه موفق به طراحی پلیمری شدند که نه تنها با تغییر دما واکنش می‌داد، بلکه در حضور نانوذرات طلا خودآرایی می‌کرد. آنچه در طراحی این پلیمر تازگی دارد، این است که به نانوذرات طلا رشته‌های منفرد دی‌ان‌ای متصل شده است. این پلیمر می‌تواند در دماهای بالا ( 50 درجه سانتی‌گراد) چروکیده شود و فعالیت از پیش تعیین شده‌ای را انجام دهد و با کاهش دما بسط ساختاری پیدا کرده و رشته دی‌ان‌ای از فعالیت باز بماند. این گروه تحقیقاتی دریافته‌اند که در صورت افزایش دما داروی ضد سرطان می‌تواند از پوسته دی‌ان‌ای رهاسازی شود.

یک تیم تحقیقاتی با استفاده از عصاره یک گیاه موفق به تولید نانوذرات طلا با خواص آنتی‌باکتریال شده است. نانوذرات طلا کاربرد وسیعی در پزشکی دارند، اما تولید آنها بسیار پرهزینه است. پژوهشگران دانشگاه مورداک، روش زیست سازگاری را برای تولید نانوذرات آنتی‌باکتریال طلا یافتند. از این نانوذرات می‌توان در پزشکی استفاده کرد.
«جرالد پوینر» از گروه تحقیقاتی فناوری‌ نانو کاربردی مرداک می‌گوید: این نانوذرات می‌تواند در بخش سلامت مورد استفاده قرار گیرد. پیش از این مشخص شده بود که نانوذرات طلا دارای ویژگی‌های مناسب برای بخش درمان هستند. برای مثال می‌توان از آنها در رهاسازی رشته‌های دی‌ان‌ای برای ژن درمانی استفاده کرد. این نانوذرات می‌توانند درون تومور جمع شده و با عملیات حرارتی موجب درمان شوند. گرمای ایجاد شده توسط نانوذرات می‌تواند سلول‌های سرطانی را از بین ببرد. «پوینر» می‌افزاید: مطالعات دانشمندان نشان داده است که با اتصال داروهای ضد سرطان به نانوذرات طلا می‌توان به صورت موثری تومورهای سرطانی را از بین برد. با این کار هم اثر‌بخشی دارو و هم سرعت درمان افزایش یافته و از سوی دیگر اثرات جانبی کمتری روی بیمار خواهد داشت.
با این همه مزایا، تاکنون تولید نانوذرات بسیار پر هزینه بوده و نیازمند روش‌های شیمیایی وفیزیکی پیچیده‌ای است. در بیشتر این روش‌ها از مواد سمی استفاده می‌شوند که هم برای تولیدکننده و هم محیط‌ زیست خطرناک است. اما این گروه تحقیقاتی موفق شده تا از برگ یک گیاه برای تولید نانوذرات طلا استفاده کنند. این روش مبتنی بر آب بوده و در دمای اتاق انجام می‌شود، در نتیجه به تجهیزات پیچیده و گرانقیمت نیاز نیست. همچنین این روش پاکیزه بوده و بی‌نیاز از مواد سمی است.
در این روش ابتدا سیم‌های طلای خالص درون یک محلول حاوی اسید نیتریک و اسید کلریدریک ریخته شده تا کلرید طلا ایجاد شوند. در قدم بعد کلرید طلا با محلول آبی استخراج شده از برگ گیاهی موسوم به Eucalyptus macrocarpa ترکیب می‌شود. با این کار در دمای اتاق فرآیند تولید نانوذرات آغاز می‌شود. «پوینر» می‌گوید: با این روش نه تنها نانوذرات طلا تولید می‌شود، بلکه واکس‌ها و ترکیبات موجود در این گیاه موجب بروز خواص آنتی‌باکتریال و ضد قارچی در نانوذرات می‌شود. هر چند باکتری‌ها و قارچ‌ها به مرور زمان نسبت به مواد کشنده و آنتی‌باکتریال مقاوم می‌شوند، اما این سیستم جدید می‌تواند مانعی برای مقاوم شدن باکتری‌ها و قارچ‌ها باشد. محققان از این نانوذرات برای از بین بردن چند نوع باکتری مختلف استفاده کردند که نتایج رضایت‌بخشی بدست آمده است.

نتایج پژوهش‌های اخیر محققان دانشگاه ساوث‌همپتون نشان می‌دهد که می‌توان از نانوذرات حاوی پوشش پپتیدی برای رشد یا ممانعت از رشد رگ‌های خونی استفاده کرد.  آنژیوژنزیس نام فرآیندی است که طی آن، رگ‌های خونی در سراسر بدن تشکیل می‌شوند. این فرآیند برای بدن ضروری است و نقش مهمی در التیام زخم‌ها، بارداری و درمان برخی بیماری‌ها ایفا می‌کند. این فرآیند در رشد و نمو سلول‌های سرطانی مهم است. 
فرآیند آنژیوژنزیس زمانی آغاز می‌شود که یک مولکول ویژه به گیرنده‌های موجود در سطح سلول‌های خارجی بچسبد. این فعال‌سازی موجب تکثیر سلول‌ها شده و در نهایت رگ‌های جدیدی را پدید می‌آورد. برای تشکیل‌ رگ‌ها، به سیگنال‌هایی نیاز است و در مواقعی نیز سیگنال‌های دیگری برای متوقف شدن فرآیند تشکیل رگ لازم است. داروهای فعلی برای کوتاه مدت جواب می‌دهند و از سوی دیگر مقدار دوز مصرفی بالایی دارند، بنابراین اثرات سمی روی بدن خواهند داشت.
اخیرا پژوهشگران موفق به ارائه ساختاری شدند که قادر به حمل این داروها است. این ساختار، از نانوذرات تشکیل شده که روی سطح آنها عواملی قرار داده شده است که قادر به شناسایی سلول‌های هدف هستند. این گروه تحقیقاتی، نانوذرات عامل‌دار را که با استفاده از رشته‌های پپتیدی پوشش‌ داده شده، برای ممانعت از رشد رگ‌ها مورد آزمایش قرار دادند. این گروه سه نوع پپتید مختلف را مورد آزمایش قرار دادند: اولین پپتید، p1، به گیرنده‌های فاکتور رشد می‌چسبند و فرآیند تشکیل رگ را تسریع می‌کند. پپتید سوم به گیرنده‌های نوروفیلین چسبیده و تشکیل رگ‌های خونی را متوقف می‌کند و پپتید دوم نیز به عنوان کنترل، وارد سلول می‌شود و به هیچ گیرنده‌ای متصل نمی‌شود.
نتایج نشان داد که پپتید اول به سرعت موجب افزایش تشکیل رگ‌های خونی می‌شود در حالی که پپتید سوم مانع از تشکیل این رگ‌ها می‌شود. محققان معتقدند که از نانوذرات حاوی پپتید اول می‌توان برای التیام زخم‌ها استفاده کرد در حالی که نانوذرات حاوی پپتید سوم موجب کُند شدن رشد سلول‌های سرطانی می‌شود. این که می‌توان تشکیل رگ را در سلول‌های سرطانی کنترل کرد، یک گام بسیار بزرگ در مسیر درمان سرطان است. در حال حاضر دانشمندان به این موضوع می‌اندیشند که تشکیل رگ‌ها را در سلول‌های سرطانی به طور کامل متوقف کنند. این گروه در حال کار روی این موضوع هستند. نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.

محققان آلمانی روشی برای تولید نانوذرات ایجاد کرده‌اند که می‌تواند با تطبیق‌پذیری بالا برای دارورسانی به سلول‌های سرطانی گوناگون مورد استفاده قرار گیرد. این روش جدید امکان ساخت نانوذرات را با طراحی‌های ویژه برای کاربردی به خصوص فراهم می‌کند. این ذرات می‌توانند به راحتی با عوامل شیمیایی گوناگون بارگذاری شده و با برچسب‌گذاری برای یک گونه خاص سلول مورد استفاده قرار گیرند؛ بنابراین این ذرات به سلول‌های سرطانی مشخصی چسبیده و دارو را آزاد می‌کنند. بدین صورت داروی ضدسرطان مستقیما و به طور خاص به سلول سرطانی خواهد رسید.
نانوذرات هوشمند برای دارورسانی هدف‌گذاری شده باید معیارهای مشخصی را دارا باشند. آنها باید ظرفیت بالایی برای حمل دارو داشته، پوششی انطباق‌پذیر با غشاهای بیولوژیکی داشته باشند و بتوانند لیگاندهایی را که به دریافت‌کننده‌های خاص در سلول سرطانی متصل می‌شوند، ارائه دهند. به محض ورود ذرات به سلول باید با سیگنالی مخصوص تحریک‌ شده تا دارو را آزاد کنند. طراحی ماده‌ای با چنین مشخصات بسیار دشوار است، اما این محققان با ارائه سیستم جدید توانستند سکویی منطبق با دارو‌ها و سلول‌های سرطانی گوناگون ایجاد کنند.
این سیستم بر اساس نانوذرات مزوحفره سیلیکا است که بی‌خطر و زیست‌تجزیه‌پذیر بوده و حفرات آن فضای قابل‌ توجهی برای ذخیره‌سازی دارو فراهم می‌آورند. یک سلول حساس به نور به سطح ذره متصل است و بار دارویی درون حفرات ذخیره می‌شوند. هر ذره با یک لایه چربی مشابه با غشای پلاسمایی یک سلول خاص پوشیده شده است. لیگاندی که توسط گیرنده‌های سلول سرطانی شناسایی می‌شوند، درون این لایه تزریق می‌شود.
در این تحقیق جدید محققان مذکور لیگاندهای ویژه‌ای را برای سلول‌های سرطانی کبد و گردن رحم مورد آزمایش قرار دادند. فعال‌سازی سلول‌های حساس به نور با نور قرمز منجر به باز شدن لایه چربی و آزاد شدن دارو می‌شود. پاسخ‌گویی سلول‌های حساس به نور، به نور قرمز به غیر از نور آبی که در آزمایشات پیشین مورد استفاده قرار گرفته بود نیز پیشرفت مهمی به شمار می‌رود. نور قرمز سمیت کمتری برای سلول‌ها و نفوذ عمیق‌تری درون بافت خواهد داشت. نکته حیاتی دیگر این است که بخش حساس به نور مستقیما به حامل دارو متصل است که باعث می‌شود اثر آن به طور محلی و بلافاصله در مجاورت نانوذره ایجاد شود و اثر مخربی روی ناحیه وسیعی از سلول‌های داخلی نداشته باشد. این محققان، نتایج خود را در مجله‌ «Nano Letters» منتشر کرده‌اند.

گروهی از پژوهشگران توانسته‌اند با نانوذره‌های طلای پوشانده‌شده از سه نوع پپتید بر رگ‌سازی تاثیر بگذارند. از آن جا که رگ‌سازی عاملی مهم در درمان بسیاری از بیماری‌هاست و جلوگیری از آن گامی مهم در درمان تومورهای سرطانی‌ است، این آزمایش‌ها می‌توانند گامی بزرگ در بهداشت و درمان باشند. می‌توان نانوذره‌های پپتید-پوشیده‌ی طلا را در رویاندن رگ‌های خونی یا جلوگیری از آن به کار بست. این یافته‌ای تازه از گروهی فیزیک‌دان و زیست‌شناس از دانشگاه Southampton در بریتانیا است. پژوهشگران می‌گویند آزمایش‌هایشان می‌توانند گامی بزرگ به سوی درمان‌های بهتر سرطان با نانو‌ذره‌های پوششی باشد.
رگ‌زایی فرآیندی‌ است که با آن رگ‌های خونی درون بدن شکل می‌گیرند. این روند در رشد و نمو حیاتی‌ است و در فرآیند‌هایی چون ترمیم جراحت‌ها، بیماری‌های رماتیسمی و بارداری نقشی بزرگ دارد و البته در رشد و گسترش تومورها نیز درگیر است؛ از این رو اداره‌ی رگ‌سازی می‌تواند به درمان‌های تازه‌ای برای سرطان راه ببرد. رگ‌سازی زمانی آغاز می‌شود که ملکول‌های ویژه‌ای، یاخته‌های پوششی را که مانند آستر رگ می‌باشند، برمی‌انگیزانند؛ این ملکول‌ها به گیرنده‌های عامل رشد رگ که در یاخته‌های پوششی درون رگ هستند، می‌پیوندند.  این برانگیزش به چندشاخه‌ شدن یاخته‌های پوششی – به شکلی زنجیروار- و از آن جا شکل دادن ساختار رگی تازه‌ای می‌انجامد. این فرآیند با پیام‌هایی که رشد رگ‌ها را با عامل‌های پیش‌رگ‌سازی یا جلوگیری از رشد‌شان با عامل‌های ضد‌رگ‌سازیتنظیم می‌کنند، برانگیخته می‌شود.
داروهای رگ‌سازی می‌توانند با کاهش یا افزایش رشد مویرگی در درمان برخی بیماری‌ها به کار روند، اما این تنها برای مدت کوتاهی اثربخش خواهدبود. اغلب اوقات باید مقدار مصرفی را بیش‌تر کرد و این می‌تواند به اثرات جانبی و حتی مسمومیت بی‌انجامد.  آنتونیوس کاناراس ِ فیزیک‌دان، تیموثی میلر ِ زیست‌شناس و همکاران، باور دارند که نانوذره‌ها می‌توانند بسیاری از مشکلات ویژه‌ی دارو‌های رگ‌سازی را حل کنند. نانوذره‌ها، حامل‌های موثر و توزیع‌کننده‌های مناسب دارویی‌اند، چراکه می‌توانند مقدار زیادی از ملکلو‌های درمانی را در خود بگیرند و آن‌چه حتی بهترشان می‌کند این است که سطح‌شان با ملکول‌های گیرنده (بیش‌تر با پادتن‌ها) پوشانده می‌شود. بدین‌ ترتیب می‌توان مطمئن بود که داروها به بخش‌های ویژه‌ای از بدن مثلا توموری که مورد نظر است، می‌رسند.
این گروه، چگونگی کارکرد نانوذره‌های ِ طلای ِ پوشانده‌شده با سه نوع پپتید در رویاندن رگ‌های خونی یا جلو‌گیری از آن در جانداران را سنجیده‌است. نخستین پپتید ( که پژوهشگران p1 می‌خوانندش) به گیرنده‌های «عامل‌های رشد پوشش رگی» پیوسته و ژن‌های برانگیزاننده‌ی پیام‌های زنجیروار را پخش می‌کند؛ سومین پپتید (P3) به گیرنده‌های عصب‌دوست-۱ پیوسته، و از درست شدن موی‌رگ‌ها جلوگیری می‌کند؛ دومین پپتید (P2) یک عامل سنجه‌ای‌ است، چراکه با هیچ‌یک از این گیرنده‌ها برهم‌کنش ندارد، اما به سادگی به درون یاخته می‌رود.
کاناراس می‌گوید: «دریافتیم که نانوذره‌های برانگیزاننده، رشد را دوبرابر می‌کنند و نمونه‌های جلوگیری‌کننده به شکل معنی‌داری رگ‌سازی را خاموش می‌کنند.» او می‌گوید: برانگیختن رگ‌سازی می‌تواند در موقعیت‌هایی که در آن‌ها خواهان رشد رگ هستیم مانند ترمیم جراحت‌ها و یا شرایطی که جلوگیری از رگ‌سازی لازم است مثلا در کند کردن رشد تومور یا توقف آن، مفید باشند.  به نوشته تارنمای انجمن فیزیک، کاناراس باور دارد که چنین مطالعه‌هایی برای درک چگونگی تاثیر نانوذره‌ها بر رشد رگ‌ها مهم بوده و برخورد با رگ‌سازی با نانوذره‌های طلا، راه‌هایی تازه در مسیر پیشرفت داروها می‌گشاید. او می‌گوید: «به یقین گام بعدی در مطالعه‌هایم دست‌کاری رگ‌سازی تومور است.» «به خوبی می‌دانیم که یاخته‌های سرطانی برای آن که بتوانند رشد کنند به رگ‌سازی نیاز دارند. آیا ممکن خواهد بود که با به‌کارگیری نانوذره‌ها، رگ‌سازی را در نزدیکی یک تومور متوقف کنیم و چنین ترفندی تا چه اندازه بازده خواهد داشت؟ این‌ها پرسش‌هایی هستند که گروه پژوهشی ما از خود می‌پرسد.»

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.

بر اساس آزمایشات جدید محققان دانشگاه کالیفرنیا، نانوذرات متخلخل سیلیکا ‏می‌توانند برای غلبه بر مقاومت دارویی در سلول‌های سرطانی مورد استفاده قرار گیرند. به گزارش سرویس فناوری ایسنا، منافذ ‏این نانوذرات می‌توانند برای جابه‌جایی داروی ضدسرطان دوکسوروبیسین و نوع خاصی از ‏ریبونوکلئیک اسید (‏RNA‏) استفاده شود. در مرحله بعد این دو دارو به طور موثری در نواحی ‏توموری، در موش‌هایی که سلول‌های سرطانی سینه مقاوم در برابر دارو به آنها پیوند زده ‏شده است، آزاد شدند. اکثر روش‌های شیمی‌درمانی شامل ترکیب چند داروی معالج برای جلوگیری از مقاومت ‏دارویی در بیماران مبتلا به سرطان است. با این وجود، سلول‌های سرطانی می‌توانند خود ‏را در مقابل بیشتر داروهای مورد استفاده سازگار و مقاوم کنند؛ مساله‌ای که در نهایت ‏منجر به شکست طرح درمان می‌شود.
یک گروه تحقیقاتی به رهبری «آندره نل»، «جفری زینک» و «هوآنگ منگ» در دانشگاه ‏کالیفرنیا نشان داده است نانوذرات متخلخل سیلیکا با حفرات مزو (‏MSNPs‏) می‌توانند بر ‏مقاومت جذب داروی دوکسوروبیسین در تومور سرطانی پیوندی در سینه انسان غلبه کنند. این ‏نانوحامل‌ها می‌توانند داروهای ضدسرطان و ‏siRNA‏ را که پروتیئن ‏p-glycoprotein‏ (ماده‌ای ‏که موجب مقاومت دارویی در سلول‌های توموری می‌شود) را مورد هدف قرار داده، حمل ‏کرده و به صورت موثری مانع از رشد تومور شوند. ‏
ساختار این حامل نانوذره‌ای طوری طراحی شده است که پس از تزریق وریدی ناحیه ‏تومور را هدف قرار می‌دهد. سطح این ذرات با استفاده از گروه عاملی فسفنات عاملدار ‏می‌شود. گروه عاملی فسفنات به داروهای ضدسرطان اجازه می‌دهد که به صورت ‏الکتروستاتیکی به سطح متخلخل داخلی نانوذرات چسبیده و بدین ترتیب داروها درون ‏سلول‌های سرطانی آزاد شوند. همچنین گروه‌های عاملی فسفنات می‌توانند با کوپلیمر ‏کاتیونی ‏PEI-PEG‏ پوشش داده شوند که این عمل به نانوذرات اجازه می‌دهد تا انواع متفاوتی ‏از مولکول‌های ‏siRNA‏ که چندین مسیر دارویی را در سلول‌های سرطانی ایجاد می‌کنند، ‏حمل و سپس آزاد کنند. ‏«منگ» اشاره کرد: این سیستم دارورسانی دوگانه در مقایسه با سیستم بدون دارو و یا ‏حامل دارو یا حامل ‏siRNA‏ تنها، به صورت قوی‌تری مانع از رشد تومورها می شود. او ادامه ‏داد: آزمایشات انجام گرفته اثبات قاعده کلی فرضیه آزاد شدن داروهای دوگانه و ‏siRNA‏ ‏در محیط آزمایشی درون بدن و ارتقای هرچه بیشتر این سیستم را میسر کرده ‏است. بعنوان مثال، می‌توان نانوذراتی طراحی کرد که وارد رگ‌هایی که در آنها تومورها ‏مانند سدی در مقابل ورود دارو قرار گرفته‌اند، شوند. «نل» گفت: نتایج به دست آمده این امیدواری را می‌دهد که بتوان این حامل نانوذره‌ای را ‏به منظور طراحی ترکیب‌های کارآمدتر و امن‌تر از دارورسانی و ‏siRNA‏ در نواحی توموری در ‏آزمایش‌های بالینی بکار برد. این تکنیک همچنین این پتانسیل را داراست که با انتخاب ‏ترکیب مشخص دارو/siRNA، راه درمان هر بیمار منحصر به فرد را ایجاد کند. این دانشمندان، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی ‏ACS Nano‏ منتشر کرده‌اند.‏

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.

پژوهشگـران مرکــز ويک فارست آمريکا اقدام به توليد نــوع جديدي از نانــوذرات کرده‌اند که احتمالا مي‌تواند در آينده براي درمان سرطان‌هاي کولورکتال مورد استفاده قرار گيرد. در مطالعه اين پژوهشگران، پلي‌مرهاي نانوذره‌اي کونژوگه شکاف باند پائين Low band gap D-A conjugatecl) D-A) که حاوي سيکلوپنتاديتيوفن 2 اتيل هگزيل بودند با بنزوديتاديازول يا بنزوسلناديازول به طور همزمان پلي‌مريزه شدند. پلي مرهاي توليد شده، در محيط مايع پايدار بوده و تا غلظت يک ميلي‌گرم در هر ميلي‌ ليتر از مايع، براي سلول‌ها سميت هم نداشتند. سپس اين پلي‌مرها در معرض نور با طول موج 808 نانومتر قرار گرفتند که باعث ايجاد حرارت تا بالاتر از 50 درجه سانتيگراد گرديد. مواجهه سلول‌هاي کولورکتال در محيط آزمايشگاهي با اين پلي‌مرها در غلظت 100 ميکروگرم در هر ميلي‌ليتر و سپس مواجهه با امواج نوري مزبور، نابودسازي فوتوترمال سلول‌هاي سرطاني را اثبات کرد، به طوري که تنها کمتر از 10% از سلول‌هاي سرطاني زنده باقي ماندند. با اين حساب، پلي‌مرهاي مزبور پيش از مواجهه با نور خاصيت کشندگي ندارند اما بعداز مواجهه با نور به علت ايجاد گرما قادر به از بين بردن سلول‌هاي سرطاني هستند و بنابراين مي‌توان از آنها در درمان سرطان‌هاي کولورکتال و حتي ديگر سرطان‌ها استفاده کرد. پيش از هر گونه استفاده باليني، نياز به بررسي‌هاي بيشتر در اين زمينه وجود دارد.