درمان سرطان به کمک نانو لوله‌های کربنی

نانولوله‌های کربنی به طور گسترده به عنوان ناقل ژن یا دارو مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. برای کاربردهای زیست پزشکی و به منظور ارائه گروه‌های عاملی در استخراج DNA، RNAهای مداخله‌گر کوچک (siRNA)ها یا به منظور کاهش سمیت بالقوه نانولوله‌های کربنی، عامل‌دار کردن این نانولوله‌ها لازم است. به منظور تعامل الکترواستاتیک با siRNA‌ها یا برای استخراج DNA، نانولوله‌های کربنی اغلب با مولکول‌های کاتیونی یا پلیمرها عامل‌دار می‌شوند.

گزارش شده است نانولوله‌های کربنی با گروه‌های آمین اصلاح شده، قادر به ارائه DNA به رده سلولی سرطان دهانه رحم هستند. برای سرکوب رشد تومور در برخی مطالعات حیوانی از SWNTs استفاده شده است. برخی مطالعات نیز نشان می‌دهند زمانی که در سرطان ریه برای تحویل siRNA از نانولوله‌های کربنی عامل‌دار شده با آمین‌ها استفاده می‌کنیم، حجم تومور کم می‌شود. پلی‌اتیلن ایمین (PEI)، یک پلیمر سنتز شده به صورت خطی یا شاخه‌ای با وزن مولکولی مختلف است که در مطالعات متعددی برای ارائه چگالی بالا از کاتیون‌ها روی سطح نانولوله‌های کربنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. مطالعات نشان دادند استفاده از نانولوله‌های چند دیواره که به پلی‌اتیلن پیوند خورده‌اند، نفوذ DNA را به سلول‌های ریه انسان بهبود می‌بخشد.

نانولوله‌های کربنی چند دیواره کوتاه با طول200 نانومتر وقتی با پلی‌اتیلن ایمین شاخه‌دار اصلاح می‌شوند siRNAs را با اثربخشی بیشتری از یک حامل لیپیدی انتقال می‌دهند. همچنین تحویل موفقیت‌آمیز از siRNA به سلول‌های سرطانی پروستات به کمک نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره عامل دار شده با پلی‌اتیلن ایمین گزارش شده است. البته به نظر می‌رسد سمیت بالای پلی‌اتیلن ایمین ممکن است مشکلاتی ایجاد کند، اما برخی مطالعات گزارش کرده‌اند عامل‌دار کردن نانولوله‌های کربنی با PEI نه‌تنها سازگاری آنها را افزایش می‌دهد، بلکه باعث کاهش سمیت PEI می‌شود.

یکی از مسائلی که کاربرد نانولوله‌ها را در سیستم‌های بیولوژیک محدود می‌کند، عدم انحلال آنها در آب است، جالب این که نانولوله‌های کربنی عامل‌دار شده با پلی‌اتیلن ایمین در آب قابل حل هستند و به اتصال با siRNA‌ها تمایل دارند.

برخی بررسی‌ها نشان داده‌اند نانولوله‌های تک دیواره و چند دیواره که با اتصال آمینی به PEI متصل هستند، باعث مرگ سلول‌های سرطانی دهانه رحم می‌شوند و توانایی اتصال به siRNA را دارند تا آنها را به سلول‌های سرطانی دهانه رحم تحویل دهند. بررسی‌ها نشان داده است نانولوله‌های کربنی نه‌تنها می‌توانند siRNA و DNA را منتقل کنند، بلکه انواع تک‌دیواره آنها می‌توانند داروها، پپتیدها و پروتئین‌ها را نیز انتقال دهند.

در مطالعات مختلف، نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره، به عنوان وسایل نقلیه‌ای که می‌توانند داروها را در شرایط آزمایشگاهی منتقل کنند، بررسی شده‌اند. نانولوله‌های تک‌دیواره، ماکرومولکول‌های پلی‌آروماتیکی هستند که سطح خارجی وسیعی دارند و این شرایط باعث می‌شود داروهای شیمی درمانی بتوانند روی نانولوله‌ها قرار بگیرند. هدف قرار دادن سلول‌های سرطانی با نانو‌لوله‌های تک‌دیواره‌ای که با پپتیدها یا آنتی‌بادی‌ها عامل‌دار شده بودند، تاثیر بسیاری داشت، اما موضوع مهم دیگری که در درمان سرطان وجود دارد، آن است که داروهای ضدسرطان که به سایت‌های تومور وارد می‌شوند اثر بخشی بالایی داشته باشند در حالی که عوارض جانبی داروها برای اندام‌های نرمال حداقل باشد.

در مطالعه‌ای نشان داده شده است زمانی که نانولوله‌های تک‌دیواره با داروی ضدسرطان پاکلی‌تاکسل عامل‌دار می‌شوند، می‌توانند مدت زمان طولانی در گردش خون باقی بمانند و این موضوع باعث جذب بالای دارو توسط تومور می‌شود و سرعت رشد تومور حتی در دوز دارویی کم کاهش می‌یابد، اما جذب دارو در اندام نرمال نسبت به تومور کمتر بوده است؛ بنابراین استفاده از این دارو با این روش، اثربخشی درمانی بالاتر و عوارض کمتری دارد.

به نظر می‌رسد استفاده از نانولوله‌های کربنی به عنوان حامل‌های داروهای شیمی‌درمانی و اثربخشی بالای آنها برای درمان سرطان در آینده بسیار امیدوارکننده است.

دکتر مهدیه انتظاری/ استادیار شیمی آلی دانشگاه آزاد اسلامی