حباب‌های کوچک به سرطان کمک می‌کنند تا به اندام‌های جدید حمله کند – و ممکن است کلید توقف آن باشد: ScienceAlert

سرطان توسط حباب های نامرئی از یک عضو به اندام دیگر منتقل می شود. درک این پیام رسان های میکروسکوپی می تواند انقلابی در مبارزه با متاستاز ایجاد کند.

جلوگیری از گسترش سرطان در بدن هدف تیم ما در دپارتمان مهندسی برق در École dechnologie supérieure (ÉTS) است.

با همکاری پروفسور جولیا برنیر و متخصصان زیست شناسی در موسسه تحقیقات مرکز بهداشت دانشگاه مک گیل، ما در حال کار برای درک چگونگی تبدیل سرطان به متاستاز هستیم. به عبارت دیگر چگونه به اندام های دیگر حمله می کنند.

مطالب مرتبط: علائم هشدار دهنده پنهان در روده ممکن است خطر سرطان را افزایش دهد

حدود هشت سال است که تیم من روی نانوذرات لیپیدی مطالعه می‌کند که اندازه آنها تنها 100 نانومتر است و با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیستند. اولین وظیفه ما درک مسیر متاستاز است. سپس سعی می کنیم راه های مختلف تزریق دارو به بدن را مشخص کنیم.

نانوذرات لیپید مانند لیپوزوم ها با رویکردهای مرسوم درمان سرطان متفاوت هستند زیرا داروها را مستقیماً به سلول های تومور می رسانند. این باعث افزایش اثربخشی و کاهش سمیت در مقایسه با شیمی درمانی معمولی می شود.

محققان نشان داده اند که لیپوزوم ها تومورها را به طور موثرتری هدف قرار می دهند و عوارض جانبی را کاهش می دهند، در حالی که برخی دیگر مشاهده کردند که این نانوداروها نفوذ و ویژگی درمان را به ویژه در مورد متاستازها بهبود می بخشند.

این نتایج تأیید می‌کند که نانوداروها می‌توانند درمان‌های سرطان را هدفمندتر، مؤثرتر کرده و تحمل آن‌ها را بهبود بخشند.

ذرات کوچک مسئول انتشار

هر سلول در بدن ما، چه سالم و چه سرطانی، ذرات کوچکی به نام وزیکول خارج سلولی آزاد می کند. این حباب های کوچک که از لیپیدها و پروتئین ها ساخته شده اند، حامل اطلاعات ژنتیکی نیز هستند.

هنگامی که یک سلول سرطانی وزیکول های خود را به جریان خون رها می کند و به سلول سالم منتقل می شود، می تواند DNA آن را تغییر داده و آن را به سلول سرطانی تبدیل کند. بدین ترتیب سرطان به سایر اندام ها مانند کبد سرایت می کند. این مکانیسم اساس متاستاز است.

مشکل اینجاست که استخراج و مطالعه این وزیکول های طبیعی یک فرآیند طولانی و دشوار است. برای سرعت بخشیدن به تحقیقات ما، تیم من نسخه های مصنوعی به نام لیپوزوم ها را با استفاده از دستگاه های کوچکی به نام میکرومیکسر تولید می کند.

با مخلوط کردن محلول‌های مختلف – لیپیدها، پروتئین‌ها، آب و اتانول – تیم تحقیقاتی ما ذراتی شبیه وزیکول‌های طبیعی ایجاد می‌کند. پس چالش این است که بفهمیم کدام لیپیدها و پروتئین ها در وزیکول های خارج سلولی برای تولید لیپوزوم ها وجود دارند.

سپس این لیپوزوم ها را به سلول های سرطانی کبد تزریق می کنیم تا ببینیم چگونه واکنش نشان می دهند. هرچه سلول‌ها این ذرات را بیشتر نگه دارند، کپی‌ها به خوبی واقعیت را تقلید می‌کنند.

در یک آزمایش معمولی، لیپوزوم ها با پارامترهای دقیق برای بازتولید اندازه و بار وزیکول های خارج سلولی تولید می شوند. آنها همچنین با رنگ آمیزی با یک نشانگر فلورسنت قابل مشاهده هستند.

سپس این لیپوزوم ها با سلول های سرطانی رشد یافته در آزمایشگاه ما انکوبه می شوند. این امکان را فراهم می‌کند تا در زمان واقعی و بدون ایجاد مزاحمت برای سلول‌ها، نحوه و با چه سرعتی لیپوزوم‌ها جذب و بیان می‌شوند توسط سلول‌های سرطانی اندازه‌گیری شود.

نتایج ما نشان می‌دهد که هرچه لیپوزوم‌ها از نظر اندازه و بار به وزیکول‌های طبیعی شباهت بیشتری داشته باشند، کارآمدتر جذب می‌شوند. این به ما اجازه می دهد تا ببینیم که چگونه ترکیب شیمیایی و فیزیکی آنها بر نحوه جذب آنها توسط سلول ها و نقش احتمالی آنها در رشد تومور تأثیر می گذارد.

مشاهده رفتار لیپوزوم

هدف ما درک چگونگی انتقال این وزیکول های خارج سلولی به سلول های کبدی برای ایجاد متاستاز است. چالش اصلی این است که اطمینان حاصل شود که این لیپوزوم ها می توانند واقعاً وزیکول های خارج سلولی را تقلید کنند.

ما در حال حاضر در حال دستیابی به راندمان 50 درصد کپسوله سازی پروتئین هستیم. هدف ما این است که این میزان را به 90 درصد برسانیم. ما امیدواریم که این به ما امکان دهد توضیح دهیم که چگونه متاستازها شکل می گیرند تا بتوانیم آنها را مسدود کنیم. پس از تکمیل این تکنیک، تیم ما آزمایشاتی را روی موش‌ها انجام خواهد داد.

در درازمدت، این کار می‌تواند با جلوگیری از تشکیل متاستازها و افزایش شانس بقا، برای بسیاری از بیماران، بازی را تغییر دهد. هدف ما: درک و جلوگیری از متاستاز.

به سوی درمان های جدید

تیم ما نه تنها برای درک فرآیند، بلکه برای توسعه سلاح های جدید علیه سرطان تلاش می کند. ایده این است که از این لیپوزوم ها به عنوان شاتل های کوچکی استفاده شود که بتواند داروها را مستقیماً به سلول های سرطانی منتقل کند.

قطر لیپوزوم ها بسته به اندام سرطانی که باید درمان شود متفاوت است. بنابراین، توصیف و درک درست خواص این لیپوزوم ها بسیار مهم است.

به عنوان مثال، محققان در حال حاضر در حال آزمایش کپسولاسیون زردچوبه هستند که برای خواص ضد سرطانی آن مورد مطالعه قرار گرفته است. تیم ما همین کار را برای مشاهده واکنش سلول های سرطانی به این لیپوزوم ها انجام می دهد.

اعتقاد بر این است که زردچوبه و به ویژه کورکومین موجود در آن، با کند کردن رشد سلول های تومور و ترویج تخریب آنها توسط بدن، به مبارزه با سرطان کمک می کند.

بسیاری از مطالعات اثرات ضد التهابی و آنتی اکسیدانی آن را تایید می کنند که می تواند اثر درمان سرطان را بهبود بخشد. با کپسوله کردن زردچوبه در لیپوزوم ها، ما توانایی آن را برای رسیدن و هدف قرار دادن سلول های بیمار بهبود می بخشیم.

گشودن راز گسترش سرطان

علاوه بر این مولکول، مولکول های دیگری مانند پاکلیتاکسل در حال حاضر در درمان سرطان به شکل لیپوزومی استفاده می شود. پاکلیتاکسل کپسول دار انتقال و تحمل دارو را بهبود می بخشد.

همچنین استراتژی‌های نوآورانه‌ای وجود دارد که از لیپوزوم‌ها برای انتقال قطعات کوچک DNA یا آنتی‌بادی‌هایی استفاده می‌کنند که به عنوان پیام‌رسانی عمل می‌کنند و به بدن کمک می‌کنند سلول‌های بیمار را بهتر شناسایی کرده و با آن‌ها مبارزه کنند.

این رویکردها در چندین مطالعه علمی تأیید شده‌اند و در حال حاضر در برخی از درمان‌های سرطان مورد استفاده قرار می‌گیرند، با پیشرفت‌های جدیدی که هر ساله برای بهبود اثربخشی و ایمنی آنها انجام می‌شود.

مطالب مرتبط: دانشمندان با استفاده از امواج فراصوت، موادی را در اعماق بدن «چاپ سه بعدی» می‌کنند

با استفاده از لیپوزوم ها برای تکثیر وزیکول های طبیعی بدن مشتق شده از سلول های سرطانی، تیم ما امیدوار است که راز چگونگی گسترش سرطان را کشف کند و روش های موثر برای جلوگیری از آن را شناسایی کند. تحقیقات ما راه را برای درمان‌های هدفمندتری هموار می‌کند که می‌توانند از متاستاز جلوگیری کرده و میزان بقای بیمار را بهبود بخشند.

واه نرگئیزیان، پروفسور ممتاز، دانشکده فن آوری برتر (ÉTS)

این مقاله از The Conversation تحت مجوز Creative Commons بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.