طراحی نخستین داروهای هوشمند برای شناسایی و نابودی دقیق سلولهای سرطانی
پژوهشگران دانشگاه ژنو سامانهای مولکولی مبتنی بر رشتههای DNA مصنوعی طراحی کردهاند که میتواند سلولهای سرطانی را با دقت بالا شناسایی کرده و داروهای هوشمند و قدرتمند را تنها در محل مورد نیاز فعال کند؛ فناوریای که میتواند مسیر توسعه نسل جدیدی از داروهای خودتنظیم و قابل برنامهریزی را هموار کند.
به گزارشمدرن مد به نقل از innovationnewsnetwork، این سامانه جدید با استفاده از رشتههای مصنوعی DNA، سلولهای سرطانی را بر اساس نشانگرهای اختصاصی شناسایی میکند و پس از اطمینان از وجود دو نشانگر مشخص، فرایند فعالسازی و آزادسازی داروی سیتوتوکسیک را آغاز میکند. نتایج این پژوهش در نشریه Nature Biotechnology منتشر شده است.
هدفگیری مستقیم سلولهای سرطانی
هدفگیری مستقیم سلولهای توموری با دارو یکی از رویکردهای مهم در تحول درمان سرطان به شمار میرود؛ زیرا میتواند ضمن افزایش اثر درمانی، آسیب به بافتهای سالم و عوارض شدید ناشی از شیمیدرمانی را کاهش دهد.
یکی از فناوریهای مورد توجه در این زمینه، «کنژوگههای آنتیبادی-دارو» (ADC) است که از آنتیبادیهای مونوکلونال برای انتقال ترکیبات درمانی به سلولهای سرطانی استفاده میکنند. با وجود موفقیت این روش، نفوذ محدود در بافت تومور و ظرفیت محدود برای حمل محموله دارویی از جمله چالشهای آن محسوب میشود.
DNA؛ حامل اجزای یک داروی هوشمند
سامانه طراحیشده توسط پژوهشگران دانشگاه ژنو با استفاده از چند رشته مستقل DNA عمل میکند. هر یک از این رشتهها حامل یکی از اجزای سامانه، از جمله دو اتصالدهنده اختصاصی برای شناسایی سلولهای سرطانی و یک داروی سیتوتوکسیک است.
هنگامی که دو نشانگر مشخص سرطان به اتصالدهندههای مربوط به خود متصل میشوند، اجزای سامانه در محل تومور بهصورت خودکار در کنار یکدیگر قرار میگیرند. این فرایند امکان رساندن غلظت بالاتری از دارو به محل هدف را فراهم میکند؛ زیرا رشتههای متعدد DNA در همان نقطه به یکدیگر متصل میشوند و سامانه را تقویت میکنند.
این سازوکار از نظر منطقی مشابه احراز هویت دومرحلهای در سامانههای بانکی است؛ به این معنا که فعالسازی دارو تنها زمانی اتفاق میافتد که هر دو نشانگر سرطانی وجود داشته باشند. در صورت نبود هر یک از این دو نشانگر، واکنش زنجیرهای هیبریداسیون آغاز نمیشود و دارو در حالت غیرفعال باقی میماند.
نیکولاس وینسینگر، استاد تمام گروه شیمی آلی دانشکده شیمی و بیوشیمی دانشگاه ژنو، درباره این فناوری گفت: «این فناوری میتواند گامی مهم در تکامل پزشکی و ورود به عصر سامانههای دارویی خودعملگر باشد.»
او افزود: «تا امروز رایانهها و هوش مصنوعی به ما در طراحی داروهای جدید کمک کردهاند؛ اما نوآوری این روش در آن است که خود دارو میتواند به شکلی ساده، سیگنالهای زیستی را پردازش کرده و به آنها واکنش هوشمندانه نشان دهد.»
داروهایی با قابلیت تصمیمگیری در بدن
پژوهشگران در طراحی این سامانه از همان منطق سادهای استفاده کردهاند که در علوم رایانه برای عملیات منطقی مانند «AND»، «OR» و «NOT» به کار میرود. در نمونه اولیه، یک دروازه منطقی «AND» فعال شدن سامانه را تنها به زمانی محدود میکند که هر دو نشانگر زیستی سرطان شناسایی شوند.
این رویکرد میتواند در آینده توسعه پیدا کند و سامانههای دارویی با منطقهای پیچیدهتر را ایجاد کند؛ سامانههایی که قادر باشند در محیط بدن اطلاعات زیستی مختلف را دریافت کرده و بر اساس آنها درباره زمان و محل فعال شدن دارو تصمیمگیری کنند.
به گفته پژوهشگران، چنین فناوریهایی میتوانند زمینه را برای توسعه داروهای «هوشمند» و قابل برنامهریزی فراهم کنند؛ داروهایی که با محیط زیستی بیمار سازگار میشوند و امکان شخصیسازی بیشتر درمان را، در کنار کاهش عوارض ناخواسته، فراهم میکنند.
این فناوری در حال حاضر یک نمونه پژوهشی اولیه است و برای مشخص شدن میزان اثربخشی و ایمنی آن در درمان بیماران، به مطالعات پیشبالینی و بالینی بیشتری نیاز دارد.
