روش جدید دانشمندان درون سلول‌های سرطانی سم کشنده تولید می‌کند

پژوهشگران ژاپنی در مؤسسه تحقیقات RIKEN روش آزمایشی تازه‌ای برای مقابله با سرطان توسعه داده‌اند که در آن از مونوکسید کربن تولیدشده درون سلول‌های سرطانی برای ساخت ترکیبات ضدسرطان استفاده می‌شود. این روش به‌جای رساندن مستقیم داروهای سمی به سراسر بدن، واکنش شیمیایی لازم برای تولید دارو را درون سلول‌های سرطانی فعال می‌کند. آزمایش‌های اولیه روی سلول‌های کشت‌شده نشان داده‌اند که این فناوری می‌تواند ترکیبات سمی را به‌طور انتخابی در سلول‌های سرطانی بسازد و از تولید آن‌ها در سلول‌های سالم جلوگیری کند.

به گزارشساینس‌دیلیمحققان امیدوارند این رویکرد در آینده به توسعه روش‌های درمانی منجر شود که با محدودکردن آسیب به بافت‌های سالم، عوارض جانبی شیمی‌درمانی را کاهش می‌دهند.

استفاده از مونوکسید کربن برای تولید دارو در سلول‌های سرطانی

یکی از چالش‌های اصلی درمان سرطان، از بین بردن سلول‌های بدخیم بدون آسیب‌زدن به بافت‌های سالم است. داروهای شیمی‌درمانی می‌توانند عوارض جانبی جدی ایجاد کنند، زیرا اثر سمی آن‌ها همیشه به سلول‌های تومور محدود نمی‌شود. به همین دلیل، محققان به‌دنبال روش‌هایی هستند که دارو را به‌صورت انتخابی در محل تومور فعال کنند.

ایده اصلی این پژوهش، استفاده از ترکیباتی است که به‌تنهایی نسبتاً بی‌خطرند، اما پس از ورود به سلول سرطانی و واکنش با مواد موجود در آن، به داروهای درمانی تبدیل می‌شوند. مونوکسید کربن یکی از موادی است که می‌تواند چنین نقشی داشته باشد.

این گاز که معمولاً به‌عنوان ماده‌ای سمی شناخته می‌شود، به‌طور طبیعی در بسیاری از انواع سلول‌های سرطانی نیز تولید می‌شود. از آنجا که برخی تومورها مقادیر بیشتری از مونوکسید کربن تولید می‌کنند، پژوهشگران بررسی کردند که آیا می‌توان از این تفاوت برای فعال‌کردن واکنش شیمیایی درون سلول‌های سرطانی استفاده کرد.

در روش پیشنهادی، یک کاتالیزور فلزی وارد سلول می‌شود و مونوکسید کربن موجود در محیط سلول سرطانی، واکنشی را به راه می‌اندازد که درنهایت به تولید ترکیبی سمی منجر می‌شود. هدف این است که واکنش عمدتاً در سلول‌هایی رخ دهد که مونوکسید کربن کافی دارند.

محققان برای اجرای این روش از ترکیباتی به نام پالاداسیکل (Palladacycle) استفاده کردند. این ترکیبات حاوی فلز پالادیوم هستند و می‌توانند در واکنش با مونوکسید کربن، مولکولی آلی به نام فنن‌تریدینون (Phenanthridinone) تولید کنند. برخی مشتقات این مولکول برای سلول‌ها سمی‌اند و پیش‌تر نیز در ساخت داروهای ضدسرطان به کار رفته‌اند.

بااین‌حال، ورود مستقیم پالاداسیکل به سلول با یک مانع روبه‌رو بود: موادی مانند گلوتاتیون به‌سرعت کاتالیزور پالادیوم را غیرفعال می‌کنند و مانع انجام واکنش موردنظر می‌شوند.

محققان برای حل این مشکل، پالاداسیکل را درون آلبومین قرار داد؛ پروتئینی که به‌طور طبیعی در خون وجود دارد. این پروتئین مانند پوششی محافظ از کاتالیزور در برابر موادی که می‌توانند آن را غیرفعال کنند، محافظت می‌کند. به این ترتیب، ترکیب می‌تواند در جریان خون جابه‌جا شود و پس از ورود به سلول، کاتالیزور خود را فعال نگه دارد.

یکی از نگرانی‌های ایمنی این روش آن بود که مونوکسید کربن موجود در خون، پیش از رسیدن ترکیب به سلول‌های سرطانی، واکنش را فعال کند. در چنین شرایطی ممکن بود ماده سمی در جریان خون تولید شود و به سلول‌های خونی آسیب بزند.

بااین‌حال، آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان دادند که داروی سمی در خون تولید نمی‌شود. پژوهشگران احتمال می‌دهند دلیل این موضوع آن باشد که بخش عمده مونوکسید کربن موجود در خون به هموگلوبین، پروتئین مسئول انتقال اکسیژن، متصل است. به نظر می‌رسد مونوکسید کربن در این حالت برای انجام واکنش شیمیایی موردنظر در دسترس نیست.

تیم پژوهشی قصد دارد در مرحله بعد این روش را فراتر از سلول‌های کشت‌شده و در مدل‌های حیوانی آزمایش کند. بنابراین، فناوری هنوز در مراحل ابتدایی توسعه قرار دارد و ایمنی و اثربخشی آن در موجودات زنده مشخص نشده است. اگر آزمایش‌های بعدی موفقیت‌آمیز باشند، این روش می‌تواند زمینه‌ساز نوعی درمان سرطان شود که دارو را مستقیماً در محل تومور تولید می‌کند.

یافته‌های این پژوهش در ژورنالNature Communicationsمنتشر شده است.

برای ارزیابی پایداری، امنیت و نگهداری این زیرساخت، راهنمای پشتیبانی شبکه را نیز مطالعه کنید.