کاربرد نانولوله ها در درمان بیماران سرطانی

به طور قطع می توان گفت كه سوراخ كردن سطح پوست برای وارد كردن سر یك سوزن به درون بدن برای هیچ كس مطلوب نیست، اما با توجه به این نكته كه می توان از طریق مجرای باریك یك سوزن، واكسن ها و داروها را برای درمان بیماری های مختلف وارد بدن نمود، استفاده از این وسیله قابل تحمل و بلكه ضروری به نظر می رسد. حال تصور كنید كه بتوان با سوزنی یك صد هزار مرتبه كوچكتر از سوزن های معمولی داروی ضدسرطان مبتنی بر فناوری نانو را نه از تزریق پوست، بلكه به طور مستقیم از دیواره سلولی وارد سلول سرطانی نمود. اگرچه تصور این مسأله قدری مشكل است، لیكن سوزن های نانومتری كه تحت نام نانولوله های كربنی شناخته شده اند، امروزه توجه بسیاری از محققین انكولوژیست را به خود مشغول نموده اند و انتظار می رود كه از این تجهیزات در قرن ۲۱ برای درمان سرطان به مقدار زیادی استفاده شود.
كاربرد نانولوله ها را باید فراتر از سوزن های نانویی دانست كه از آنها برای دارورسانی مستقیم به سلول های تومور استفاده می شود. هم اكنون محققین در حال كاربرد این شكل جدید از عنصر كربن برای تولید ماشین های بسیار كوچكی هستند كه می توانند به سرعت از جریان خون عبور كرده و پرتوی را كه برای سلول های سرطانی كشنده است، مستقیم به محل تومور برسانند. ایده استفاده از نانولوله های گرم كنی كه با حرارت خود در موضع تومور باعث مرگ سلول ها می شوند و همچنین حسگرهای نانویی كه قادرند حتی كوچك ترین تومورها را در بدن تشخیص دهند از جمله ترفندهایی است كه برای كاربردهای آتی نانولوله های كربنی در حال توسعه اند.
به گفته كرك زیگلر، استاد دانشگاه فلوریدا، ساختار نانولوله های كربنی آن چنان متنوع است كه انتظار می رود طی چند دهه آینده با توجه به عملكردهای متنوعشان تأثیر چشمگیری در علم پزشكی بگذارند. نانولوله های كربنی در سال ۱۹۹۱ توسط یك متخصص میكروسكوپ الكترونی به نام سومیو ایجیما در پی مطالعه مواد حاصل از تبخیر كربن تحت جریان الكتریكی، كشف شدند. نانولوله های كربنی به دو صورت كلی تك دیواره و چنددیواره وجود دارد. نانولوله های كربنی تك دیواره را كه از پتانسیل بیشتری برای كاربرد درتحقیقات سرطان برخوردارند، می توان به صورت یك صفحه گرافیت (ماده ای كه برای ساخت مداد به كار می رود) در نظر گرفت كه تاخورده و به صورت سیلندری با قطر ۲/۱ تا ۴/۱ نانومتر درمی آیند. در این ساختار، اتم های كربن در یك قالب شش وجهی به طور منظم به یكدیگر متصلند. نانولوله های چنددیواره كربنی نیز ساختار مشابه ای دارند با این تفاوت كه در ساختار آنها چند لوله هم مركز به طور متمركز درون یكدیگر قرار گرفته اند.
در دنیای علم، مواد نانولوله های كربنی به خاطر خواص فیزیكی منحصر به فرد خود مشهور هستند. نانولوله های كربنی تك دیواره همانند فلزات عمل می كنند. در واقع می توان گفت كه تعداد كمی از فلزات به خوبی نانولوله های كربنی الكتریسیته و گرما را هدایت می نمایند. نانولوله های كربنی محكم ترین فیبرهایی هستند كه تاكنون تولید شده اند.
لون ویلسون، استاد دانشگاه رایس در رابطه با این مواد می گوید: «با وجود این كه ما خواص فیزیكی نانولوله ها را می شناسیم، به طور شگفت انگیزی ادامه كار روی این مواد ما را با قابلیت های جدید آنها آشنا می نماید. در واقع با تغییر شیمیایی نانولوله ها، ما قادر به ساخت موادی هستیم كه تاكنون همانند آنها را مشاهده ننموده ایم.»
ویلسون و همكارانش در پی تحقیقات خود دریافتند كه بهترین نانولوله ها برای استفاده در بدن از طولی در حدود ۲۰ تا ۱۰۰ نانومتر برخوردارند. در این محدوده از اندازه ذره ای، نانولوله ها به سرعت توسط سلول دریافت شده و از طرف دیگر با سرعت مناسبی نیز از بدن دفع می شوند. این خصوصیات برای یك ماده مورد استفاده در تصویربرداری ایده ال است، چرا كه زمان بقای آن در اطراف سلول كم بوده و به این ترتیب سیگنال های پس زمینه را در تصویربرداری كاهش می دهد.
گروه تحقیقاتی ویلسون، روش های متعددی را برای قرار دادن یون های مختلف فلزی در كپسول های نانولوله ای كشف كرده اند. نانو كپسول های حاوی یون گادولینیوم به عنوان عوامل زمینه ای در ام آر آی از پتانسیل مناسبی برخوردارند. از طرف دیگر نانولوله هایی كه با استاتین (عنصر هم خانواده ید) رادیو اكتیو پر شده اند برای درمان و كشتن سلول های سرطانی مورد بررسی اند.
تاكنون گروه های مختلف تحقیقاتی از نانولوله های كربنی برای توسعه حامل های داروسازی هدفمند داروهای ضدسرطان استفاده نموده اند. یكی از گروه های تحقیقاتی پیشرو در این زمینه گروهی است كه توسط دكتر هانجی دای، استاد دانشگاه استانفورد، هدایت می شود. این گروه نشان داده اند كه نانولوله های كربنی می توانند پروتئین ها و داروهای ضدسرطان را به درون سلول ها منتقل كنند. از طرف دیگر این نانولوله ها می توانند به عنوان چاقوهای مینیاتوری گرم كننده عمل نمایند و با گرم كردن سلول سرطانی موجب مرگ آنها شوند.یكی از تجربه های این محققین نشان داده است كه نانولوله های كربنی می توانند پروتئین سیتوكروم C را از غشای سلول عبور دهند. نكته بسیار مهم این است كه پروتئین عبور داده شده كه قادر به تحریك مرگ سلولی است، تمامی فعالیت های بیولوژیك خود را در درون سلول حفظ می نماید.
گروه های تحقیقاتی دیگری نیز وجود دارند كه از خود نانولوله های كربنی به عنوان عامل درمانی استفاده می نمایند. به عنوان مثال، بالاجی پانچا پاكسان، استاد دانشگاه دلوار و اریك ویكستروم، استاد مركز تحقیقات سرطان دانشگاه توماس جفرسون، در تحقیقات خود دریافتند كه نانولوله های كربنی می توانند به عنوان بمب های نانو عمل نموده و موجب از هم پاشیدن سلول های سرطانی شوند.
دكتر پانچا پاكسان می گوید كه از نانوبمب های كربنی می توان به عنوان عوامل مؤثر درمانی برای كشتن سلول های سرطانی استفاده نمود. تحقیقات وی به خصوص روی سرطان سینه متمركز بوده است. به گفته وی امواج حاصل از انفجار این بمب ها نه تنها سلول های سرطانی، بلكه تمامی عروق كوچك تغذیه كننده آنها را نیز از بین می برد. به محض این كه بمب در محل منفجر شد و سلول های سرطانی نابود شدند، سلول های ایمنی (ماكروفاژها) به طور مؤثری بقایای سلولی و نانولوله های منفجر شده را هضم نموده و از محل دور می نمایند.
دكتر كامبیز گیلانی
استادیار دانشكده داروسازی دانشگاه تهران

منبع : روزنامه همشهری