پژوهشگران چینی نوعی نانوگُل ساخته اند که شیمی درمانی و ژن درمانی را مستقیماً به سلول های سرطان پستان منتقل می کند و ضمن کاهش عوارض جانبی در آزمایش های اولیه، اثربخشی را افزایش می دهد.

به گزارش ایسنا به نقل از آزو نانو، سرطان پستان یکی از شایع ترین سرطان ها در سراسر جهان است. اگرچه داروهایی مانند دوکسوروبیسین (Doxorubicin) معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند اما اثربخشی آن ها اغلب به دلیل سمی کردن بدن، هدف گیری ضعیف و ایجاد مقاومت دارویی محدود است. نانوساختارهای DNA به دلیل زیست سازگاری و قابلیت برنامه ریزی، به عنوان حامل های دارورسانی دقیق تر مورد توجه قرار گرفته اند.

گروهی از پژوهشگران چینی یک سیستم دارورسانی جدید مبتنی بر نانوگُل DNA ابداع کرده اند که قادر به ارائه هم زمان یک الیگونوکلئوتید آنتی سنس (Antisense Oligonucleotide) و داروی شیمی درمانی دوکسوروبیسین است. این پژوهش نشان می دهد که پژوهشگران از یک روش تکثیر دوگانه برای تشکیل یک نانوساختار DNA به شکل گل با ظرفیت بارگذاری بالای دارو و رساندن بسیار هدفمند آن استفاده کرده اند.

این پژوهش بر مقابله با محدودیت درمان های سنتی مبتنی بر دوکسوروبیسین با ترکیب خاموش کردن ژن و شیمی درمانی در یک سیستم انتقال تمرکز دارد. نانوگل های DNA بهبود دقت هدف گیری، با AS1411 نیز عامل دار شده اند که یک آپتامر (Aptamer) است و به پروتیین نوکلئولین (Nucleolin) متصل می شود که در بسیاری از سلول های تومور بیش از حد بیان می شود.

این گروه پژوهشی از یک فرآیند تکثیر دومرحله ای برای ساخت نانوگل ها استفاده کردند. آن ها ابتدا از روش تکثیر DNA Phi29 برای تولید توالی های DNA تک رشته ای بلند با واحدهای تکراری استفاده کردند. سپس، توالی ها با استفاده از روش تکثیر آنزیمی چندگانه تکثیر شدند و ساختار منحصربه فرد نانوگل را تشکیل دادند.

توالی های خاصی در چارچوب DNA مهندسی شدند تا هر دو داروی الیگونوکلئوتید آنتی سنس و دوکسوروبیسین را حمل کنند. الیگونوکلئوتید آنتی سنس، ژن PLK1 مرتبط با رشد و تقسیم سلول های سرطانی را هدف قرار داد. این در حالی بود که دوکسوروبیسین مستقیماً در ساختار DNA قرار گرفت و از میل طبیعی خود برای ترکیب با بازهای DNA استفاده کرد.

آپتامر AS1411 به نانوساختار متصل شد تا هدف گیری اختصاصی تومور را امکان پذیر کند. پژوهشگران به کمک طیف گسترده ای از روش های تحلیلی از جمله میکروسکوپ الکترونی عبوری، پراکندگی پویای نور و روش الکتروفورز (Electrophoresis) ژل توانستند اندازه، ساختار و عملکرد موفقیت آمیز کار خود را تأیید کنند.

بررسی های آزمایشگاهی با استفاده از سلول های MCF-7 سرطان پستان برای ارزیابی جذب سلولی، خاموش کردن ژن، سمیت سلولی، آپوپتوز و مهاجرت سلولی انجام شدند. پژوهشگران از روش فلوسیتومتری (Flow cytometry)، سنجش CCK-8، روش qRT-PCR، روش وسترن بلات (Western blot) و سنجش مهاجرت ترنسول (Transwell) برای ارزیابی این پارامترها استفاده کردند.

در مرحله درون تنی این پژوهش، از موش هایی استفاده شد که سلول های MCF-7 در بدن آن ها کاشته شده بودند تا تومورهای پستان را ایجاد کنند. پس از رشد تومورها، موش ها به صورت موضعی با فرمولاسیون های نانوگل درمان شدند. تحلیل عملکرد نانوگل های DNA، راندمان بالای بارگذاری دارو و شکل یکنواخت و گل مانند آن ها را نشان داد. ساختارهای عامل دارشده با آپتامر، جذب قابل توجهی را در سلول های سرطانی در مقایسه با گروه های کنترل شده غیر هدفمند نشان دادند.

در بررسی های آزمایشگاهی، یکی از نانوگل ها که هم الیگونوکلئوتید آنتی سنس و هم دوکسوروبیسین را حمل می کرد، تکثیر سلول های تومور را کاهش داد و روند مرگ سلول را مؤثرتر از الیگونوکلئوتید آنتی سنس و دوکسوروبیسین به تنهایی آغاز کرد. الیگونوکلئوتید آنتی سنس، بیان PLK1 را خاموش کرد که در هر دو سطح آران ای پیام رسان و پروتیین تأیید شد و به توقف چرخه سلولی و افزایش مرگ سلولی انجامید.

این سیستم، امکان آزادسازی کنترل شده دارو را در واکنش به سیگنال های آنزیمی به ویژه FEN1 که در سلول های تومور بیش از حد بیان می شود، فراهم کرد. این بدان معناست که عوامل فعال عمدتاً در محل تومور آزاد شدند و آسیب رسانی به بافت سالم را به حداقل رساندند.

در آزمایش های حیوانی، تومورهای درمان شده با نانوگل ها رشد بسیار کاهش یافته ای را نشان دادند. تحلیل بافت، سطوح بالاتری از مرگ سلولی و بیان پایین تری از PLK1 را در سلول های تومور نشان داد. آزمایش خون و بررسی اندام ها، سمیت حداقلی را نشان داد که زیست سازگاری پلتفرم نانوگل را ثابت می کند.

این پژوهش، پتانسیل نانوگل های DNA را به عنوان نوع جدیدی از درمان ترکیبی برجسته می کند که قادر به ارائه درمان های ژنتیکی و شیمی درمانی به روشی بسیار هدفمند است. این پلتفرم با اتصال به تومور و مکانیسم های آزادسازی کنترل شده می تواند مسیر جدیدی را برای غلبه بر مشکلاتی مانند مقاومت دارویی و عوارض جانبی محدودکننده درمان های کنونی سرطان پستان ارائه دهد.

این پژوهش در مجله Micro & Nano Letters به چاپ رسید.