فناوری نانو، داروی شیمی‌درمانی را بدون عوارض جانبی ۲۰٬۰۰۰ برابر قوی‌تر کرد

🔹 دستاوردی بزرگ در بهبود درمان سرطان

دانشمندان دانشگاه نورث‌وسترن (Northwestern University) با بازطراحی ساختار مولکولی یکی از داروهای شیمی‌درمانی پرکاربرد، موفق به افزایش چشمگیر انحلال‌پذیری، قدرت اثر و ایمنی آن در بدن شدند.

این پژوهشگران با استفاده از اسیدهای نوکلئیک کروی (Spherical Nucleic Acids – SNAs) — نوعی نانوساختار که دارو را مستقیماً درون رشته‌های DNA قرار می‌دهد و به‌صورت لایه‌ای بر سطح نانوذرات کروی می‌پوشاند — شکل جدیدی از دارو را ساختند.

این مهندسی مجدد مولکولی، داروی شیمی‌درمانی ضعیف و کم‌انحلال را به عامل ضدسرطانی بسیار هدفمند و دقیقی تبدیل کرد که به سلول‌های سالم آسیبی نمی‌زند.

🔹 افزایش چشمگیر قدرت درمانی در مقابله با لوسمی

در آزمایش‌های حیوانی مبتلا به لوسمی میلوئیدی حاد (AML) — نوعی سرطان خونی تهاجمی و درمان‌سخت — داروی مبتنی بر SNA نسبت به نسخه سنتی خود عملکردی چشمگیر داشت:

• ۱۲٫۵ برابر نفوذ بیشتر به سلول‌های سرطانی،
• ۲۰٬۰۰۰ برابر تخریب مؤثرتر سلول‌های لوسمی،
• و کاهش ۵۹ برابری در پیشرفت بیماری،
  آن‌هم بدون هیچ‌گونه عارضه جانبی قابل‌تشخیص.

این موفقیت، توانمندی فزاینده حوزه‌ای نوظهور به نام نانوداروسازی ساختاری (Structural Nanomedicine) را برجسته می‌کند — دانشی که ترکیب و معماری دقیق نانوداروها را برای بهبود تعامل آن‌ها با بدن کنترل می‌کند.

با توجه به اینکه تاکنون هفت درمان مبتنی بر SNA وارد فازهای بالینی شده‌اند، پژوهشگران بر این باورند که این فناوری می‌تواند مسیر تولید واکسن‌ها و درمان‌های نوین برای سرطان، عفونت‌ها، بیماری‌های عصبی‌تخریبی و اختلالات خودایمنی را هموار کند.

نتایج این مطالعه در ۲۹ اکتبر در مجله ACS Nano منتشر شد.

🔹 «توقف رشد تومورها در همان آغاز»

«در مدل‌های حیوانی نشان دادیم که می‌توانیم رشد تومورها را در همان ابتدا متوقف کنیم»،
چَد اِی. میرکین (Chad A. Mirkin)، استاد برجسته دانشگاه نورث‌وسترن و سرپرست این پژوهش می‌گوید:
«اگر این نتایج در بیماران انسانی نیز تکرار شود، گام بسیار هیجان‌انگیزی است.
این می‌تواند به معنی شیمی‌درمانی مؤثرتر، پاسخ درمانی بهتر و عوارض کمتر باشد—هدف نهایی هر درمان سرطان همین است.»

میرکین از چهره‌های پیشگام در شیمی و نانودارو‌سازی است و هم‌اکنون سمت‌های متعددی از جمله استاد شیمی، مهندسی زیستی و علوم مواد را در دانشگاه نورث‌وسترن برعهده دارد. او همچنین مدیر مؤسسه بین‌المللی فناوری نانو و عضو مرکز جامع سرطان رابرت لوری است.

🔹 بازنگری در یک داروی کلاسیک شیمی‌درمانی

در این پژوهش، تیم میرکین به سراغ داروی قدیمی ۵-فلوئورواوراسیل (5-Fluorouracil – 5-Fu) رفت — یکی از داروهای استاندارد شیمی‌درمانی که با وجود اثربخشی محدود، عوارض جانبی شدیدی دارد.

از آنجا که این دارو به سلول‌های سالم نیز آسیب می‌زند، می‌تواند باعث حالت تهوع، خستگی شدید و در موارد نادر آسیب قلبی شود.

میرکین توضیح می‌دهد:«مشکل اصلی در خود دارو نیست، بلکه در انحلال‌پذیری بسیار پایین آن است.
کمتر از ۱٪ از این ترکیب در مایعات زیستی حل می‌شود، بنابراین بخش اعظم آن هرگز به سلول‌های هدف نمی‌رسد. دارویی که در آب یا محیط بدن حل نشود، به‌صورت توده‌های غیرقابل جذب باقی می‌ماند و کارایی خود را از دست می‌دهد.»

او اضافه می‌کند:

«همه ما می‌دانیم شیمی‌درمانی بسیار سمی است، اما بسیاری نمی‌دانند که معمولاً انحلال‌پذیری پایین داروها نیز از دلایل اصلی این سمیت است. باید راه‌هایی برای افزایش حلالیت و رسانش مؤثرتر داروها پیدا کنیم.»

🔹 چگونه اسیدهای نوکلئیک کروی تحویل دارو را دگرگون کردند

برای حل این مشکل، پژوهشگران از SNAها استفاده کردند — نانوذرات کروی احاطه‌شده با پوسته‌ای متراکم از رشته‌های DNA یا RNA.
سلول‌ها به‌طور طبیعی این ساختارها را شناسایی کرده و به‌درون خود می‌کشند. در این پروژه، تیم میرکین مولکول‌های شیمی‌درمانی را به‌طور شیمیایی درون همین رشته‌های DNA وارد کرد، به‌گونه‌ای که سلول‌های سرطانی به‌صورت طبیعی آن‌ها را جذب کنند.

میرکین توضیح می‌دهد: «اغلب سلول‌ها روی سطح خود گیرنده‌هایی موسوم به گیرنده‌های پاک‌سازی (Scavenger Receptors) دارند، اما سلول‌های میلوئیدی این گیرنده‌ها را بیش‌ازحد بیان می‌کنند.
وقتی این گیرنده‌ها مولکول خاصی را شناسایی کنند، آن را به درون سلول می‌کشند. به‌جای اجبار دارو به ورود به سلول، SNAها به‌صورت طبیعی از طریق این گیرنده‌ها جذب می‌شوند.»

پس از ورود به سلول، آنزیم‌ها پوسته DNA را تجزیه کرده و محموله شیمی‌درمانی را مستقیماً درون سلول سرطانی آزاد می‌کنند.
این بازطراحی ساختاری، به‌کلی نحوه تعامل 5-Fu با سلول‌های لوسمی را تغییر داد و اثربخشی آن را به‌طرز چشمگیری افزایش داد.

🔹 هدف‌گیری دقیق با حداقل آسیب

در مدل‌های حیوانی، درمان جدید تقریباً تمام سلول‌های لوسمی را از خون و طحال حذف کرد و طول عمر حیوانات را به‌طور معنی‌داری افزایش داد.

از آنجا که SNAها به‌طور انتخابی سلول‌های AML را هدف قرار دادند، بافت‌های سالم آسیبی ندیدند.

میرکین می‌گوید:«داروهای شیمی‌درمانی امروزی هر سلولی را که می‌یابند نابود می‌کنند — چه سرطانی باشد چه سالم.
اما نانوداروی ساختاری ما به‌طور ترجیحی سلول‌های میلوئیدی را هدف می‌گیرد.
به‌جای غرق کردن کل بدن در شیمی‌درمانی، دوز متمرکز و بالایی را دقیقاً در همان‌جایی که نیاز است، تحویل می‌دهد.»

🔹 گام‌های بعدی تا کارآزمایی‌های انسانی

تیم تحقیقاتی قصد دارد این روش را ابتدا در گروه‌های بزرگ‌تر حیوانات کوچک آزمایش کند و سپس در صورت تأمین بودجه، به مدل‌های حیوانی بزرگ‌تر و نهایتاً کارآزمایی‌های بالینی انسانی گسترش دهد.

منبع:

Taokun Luo, Young Jun Kim, Zhenyu Han, Jeongmin Hwang, Sneha Kumari, Vinzenz Mayer, Alex Cushing, Roger A. Romero, Chad A. Mirkin. Chemotherapeutic Spherical Nucleic Acids. ACS Nano, 2025; DOI: 10.1021/acsnano.5c16609

تهیه و تنظیم: سید طه نوربخش

نظارت و تأیید: فائزه محمدهاشم-متخصص ژنتیک