ترفندی نانویی که به فرار از «سد خونی» مغز کمک می‌کند

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، تیمی از محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) در حال توسعه نانوذرات حامل دارو هستند که به نظر می‌رسد بیشتر از دارو‌هایی که به تنهایی تجویز می‌شوند، وارد مغز می‌شوند. با استفاده از یک مدل بافت انسانی، که به طور دقیق سد خونی مغزی را شبیه‌سازی کند، محققان نشان دادند که این ذرات می‌توانند وارد تومور‌ها شده و سلول‌های گلیوبلاستوما را از بین ببرند.

در حال حاضر چند گزینه درمانی خوب برای گلیوبلاستوما، نوع تهاجمی سرطان مغز با میزان مرگ و میر بالا وجود دارد. یکی از دلایلی که درمان این بیماری بسیار دشوار است این است که اکثر دارو‌های شیمی درمانی نمی‌توانند به رگ‌های خونی اطراف مغز نفوذ کنند.

بسیاری از درمان‌های بالقوه گلیوبلاستوما در مدل‌های حیوانی موفقیت‌آمیز نشان داده‌اند، اما پس از آن در آزمایش‌های بالینی با شکست مواجه شدند. جوئل استراهلا، محقق بالینی چارلز دبلیو و جنیفر سی جانسون در مؤسسه تحقیقات سرطان MIT، مدرس دانشکده پزشکی هاروارد و انکولوژیست کودکان می‌گوید: «این شکست‌ها نشان می‌دهد که مدل‌سازی بهتری مورد نیاز است.»

او می‌گوید: «ما امیدواریم که با آزمایش این نانوذرات در مدلی بسیار واقعی‌تر، بتوانیم زمان و انرژی زیادی که برای انجام کار‌هایی که در عمل نتیجه نمی‌دهد را کاهش دهیم. متأسفانه برای این نوع تومور مغزی صد‌ها آزمایش انجام شده است که نتایج منفی داشته است.»

چندین سال پیش، آزمایشگاه این گروه تحقیقاتی کار بر روی یک مدل میکروسیال از مغز و رگ‌های خونی که سد خونی مغزی را تشکیل می‌دهند، آغاز کرد.

از آنجایی که مغز یک اندام حیاتی است، رگ‌های خونی اطراف مغز بسیار محدودتر از سایر رگ‌های خونی بدن هستند تا از مولکول‌های بالقوه مضر جلوگیری کنند.

برای تقلید از این ساختار در یک مدل بافت، محققان سلول‌های گلیوبلاستوم مشتق شده از بیمار را در یک دستگاه میکروسیال رشد دادند. سپس از سلول‌های اندوتلیال انسان برای رشد رگ‌های خونی در لوله‌های کوچک اطراف کره سلول‌های تومور استفاده کردند. این مدل همچنین شامل پری‌سیت‌ها و آستروسیت‌ها، دو نوع سلولی است که در انتقال مولکول‌ها از سد خونی مغزی نقش دارند.

آزمایشگاه هاموند پیشگام روشی به نام مونتاژ لایه به لایه است که می‌توان از آن برای ایجاد نانوذرات دارای عملکرد سطحی استفاده کرد که دارو‌ها را در هسته خود حمل می‌کند. ذراتی که محققان برای این مطالعه توسعه دادند با یک پپتید به نام AP ۲ پوشانده شده‌اند که در کار‌های قبلی نشان داده شده است که به نانوذرات کمک می‌کند تا از سد خونی مغزی عبور کنند. با این حال، بدون مدل‌های دقیق، مطالعه چگونگی کمک پپتید‌ها به انتقال از طریق عروق خونی و سلول‌های تومور دشوار بود.

هنگامی که محققان این نانوذرات را به مدل‌های بافتی گلیوبلاستوما و هم بافت سالم مغز تحویل دادند، دریافتند که ذرات پوشش داده شده با پپتید AP ۲ در نفوذ به عروق اطراف تومور‌ها بسیار بهتر است. آن‌ها همچنین نشان دادند که این انتقال به دلیل اتصال گیرنده‌ای به نام LRP ۱ رخ داده است که در نزدیکی تومور‌ها نسبت به عروق طبیعی مغز فراوان‌تر است.

محققان سپس ذرات را با سیس پلاتین، یک داروی رایج شیمی درمانی پر کردند. هنگامی که این ذرات با پپتید هدف پوشانده شدند، توانستند به طور موثر سلول‌های تومور گلیوبلاستوم را در مدل بافتی از بین ببرند. با این حال، ذراتی که فاقد پپتید بودند، به جای هدف قرار دادن تومورها، به رگ‌های خونی سالم آسیب رساندند. آن‌ها همچنین نشان دادند که نانوذرات پوشش داده شده حامل سیس پلاتین می‌تواند رشد تومور را در موش‌ها کُند کند.