پژوهشگران آلمانی یک سامانه‌ی منحصر به فرد برای تحویل دارو توسعه داده‌‌اند که از اسپرم برای حمل مواد فعال به یک تومور استفاده می‌کند. این رویکرد جدید برای درمان بیماری‌های دستگاه تناسلی زنان بسیار کارآمد است. با مجله‌ی فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی همراه باشید.

انتقال داروها به بافت‌های سرطانی یکی از مهم‌ترین مسائل پزشکی امروز است. مشکلات بسیاری در انتقال دارو وجود دارد. این مواد شیمیایی اغلب در مایعات بدن حل می‌شوند یا سایر اعضای بدن آن‌ها را جذب می‌کنند. حتی زمانی که داروها به هدف خود می‌رسند، همیشه نمی‌توانند به راحتی در بافت‌های سرطانی نفوذ کنند. بنابراین راه بهتری که بتواند بر این مشکلات غلبه کند برای تحویل دارو لازم است.

Mariana Medina-Sanchez و همکارانش از موسسه‌ی Integrative Nanosciences در آلمان یک گام به جلو برداشته‌اند. آن‌ها یک سامانه‌ی منحصر به فرد تحویل دارو ساخته‌اند که از اسپرم برای حمل مواد فعال به یک تومور استفاده می‌کند. این رویکرد جدید برای درمان بیماری‌های دستگاه تناسلی زنان مانند سرطان‌های زنان و زایمان، آندومتریوز (endometriosis)، بیماری التهابی لگن (pelvic inflammatory diseases) و سایر بیماری‌ها کاربرد دارد.

مکانیزم تحویل دارو به کمک اسپرم

عملکرد این سامانه ذاتا بسیار ساده است. Medina-Sanchez و همکارانش اسپرم را در مواد فعال غوطه‌ور می‌کنند. این عمل باعث می‌شود که سلول‌های اسپرم به طرز شگفت انگیزی مقادیر زیادی از این مواد را جذب نمایند. سپس به کمک یک دستگاه بسیار کوچک که به سر اسپرم‌ها وصل شده است، آن‌ها را مهار کرده و وادار به شنا کردن می‌کنند.

بر روی مهاری که به سر اسپرم‌ها قرار گرفته، یک لایه‌ی فلزی لایه نشانی شده است. به کمک این لایه‌ی فلزی می‌توان حرکت اسپرم‌ها را به کمک یک میدان مغناطیسی خارجی کنترل کرد. بنابراین پزشکان با استفاده از این روش می‌توانند اسپرم‌ها را به سمت تومور هدایت کنند.

افزون بر این با استفاده از یک مکانیزم سریع امکان رها ساختن اسپرم‌ها از مهار متصل به سرشان وجود دارد. وقتی که این وسیله با سطح برخورد می‌کند، نیروی برخورد باعث می‌شود که مهار از سر اسپرم جدا شده و اسپرم بتواند آزادانه شنا کند. ایده‌ی پس زمینه‌ی این ویژگی این است که اسپرم‌ها زمانی که به تومور رسیدند، خودشان توانایی نفوذ کردن به بافت و سلول‌های سرطانی را دارند.

Medina-Sanchez و همکارانش این مکانیزم را در آزمایشگاه آزمایش کرده‌اند. آن‌ها از اسپرم گاو نر برای آزمایش استفاده کردند زیرا هم اندازه با اسپرم انسان است. آن‌ها یک داروی شیمی درمانی استاندارد به نام Doxorubicin را بر روی اسپرم قرار داده و سپس مهار مکانیکی را به آن متصل کردند.

این گروه کارایی این سامانه را در آزمایش‌های متنوعی مورد بررسی قرار دادند. در این آزمایش‌ها اسپرم‌ها به سمت مدل‌های استاندارد شبیه سازی تومورهای سرطانی که شامل سلول‌های HeLa و کره‌های HeLa بود شنا کرده و به آن‌ها وارد شدند. HeLa نام یک نوع سلول از یک رده‌ی سلولی نامیرا است که در پژوهش‌های علمی از آن استفاده می‌شود. این سلول قدیمی‌ترین و رایج‌ترین رده‌ی سلولی انسانی مورد استفاده است. این سلول‌ها در هشتم فوریه ۱۹۵۱ و از سلول‌های سرطان دهانه‌ی رحم Henrietta Lacks گرفته شدند. Henrietta Lacks در تاریخ ۴ اکتبر سال ۱۹۵۱ در اثر ابتلا به سرطان دهانه‌ی رحم از دنیا رفت. سلول‌های HeLa  بسیار بادوام و بارور هستند و همین ویژگی‌ها استفاده‌ی گسترده‌ی آن‌ها در پژوهش‌های علمی را تضمین می‌کند.

نتایج حاصل از انجام آزمایش‌ها بسیار جالب بود. پژوهشگران متوجه شدند که مهار سرعت اسپرم‌ها را به اندازه‌ی قابل توجه ۴۳ درصد کاهش می‌دهد. با این حال هنوز هم اسپرم‌ها می‌توانند حرکت کرده و به سلول‌های سرطانی وارد شوند. نتایج نشان داد که این مکانیزم سلول‌های سرطانی را به طور موثری از بین می‌برد و سلول‌های اسپرم می‌توانند به داخل کره‌های سرطانی نفوذ کرده و سلول‌های داخل آن‌ها را نیز نابود کنند.

مزایا

مزایای این روش بسیار قابل توجه است. استفاده از اسپرم در مقایسه با سایر سامانه‌های تحویل دارو مانند باکتری‌ها که می‌توانند موجب آغاز شدن پاسخ‌های ایمنی قابل توجهی شوند، مزیت‌های بسیاری دارد. افزون بر این، برخلاف باکتری‌ها، سلول‌های اسپرم به صورت کلنی تکثیر نمی‌شوند.

اسپرم‌ها مزایای دیگری نیز دارند. آن‌ها از داروها در برابر آنزیم‌هایی که می‌توانند آن‌ها را از بین ببرند، محافظت می‌کنند. افزون بر این اسپرم‌ها دارو را در مکان‌های پیش بینی نشده رها نمی‌سازند. این مشکل بالقوه‌ی قفس‌های مولکولی حامل دارو است که micelle نامیده می‌شوند.

چالش‌ها و پرسش‌ها

البته پرسش‌های بسیاری درباره‌ی جزئیات این پروژه مطرح است که Medina-Sanchez و همکارانش باید به آن‌ها بپردازند. برای نمونه پس از تحویل دارو مهارهای مکانیکی وظیفه‌ی دیگری در روند درمان نخواهند داشت و فهمیدن راهی که بدن چگونه آن‌ها را مدیریت کرده و از بین می‌برد، بسیار اهمیت دارد.

پرسش بعدی این است که مقدار دارو چگونه کنترل می‌شود؟ این مقدار به تعداد اسپرم‌هایی که به مقصد می‌رسند و مقدار ماده‌ی فعالی که هر کدام از آن‌ها می‌توانند حمل کرده و تحویل دهند، وابسته است. این مقادیر باید با دقت سنجیده و مشخص شوند.

در نهایت این گروه باید این مکانیزم را با اسپرم‌های انسانی آزمایش نمایند. چند سوال اخلاقی در این زمینه مطرح خواهد شد: اسپرم‌های چه کسی باید برای این روش درمانی استفاده شود و آیا احتمال باردار شدن در این روش وجود خواهد داشت؟

اگر پاسخ‌های قانع کننده‌ای برای این پرسش‌ها ارائه شود، این روش پتانسیل بالایی خواهد داشت. سالانه در حدود صدهزار زن در آمریکا به سرطان‌های زنان و زایمان مبتلا می‌شوند و قطعا یافتن روش‌های درمانی بهتری مورد نیاز است.

Medina-Sanchez می‌گوید « در آینده‌ی نزدیک ممکن است سامانه‌های اسپرم-هیبرید برای تشخیص و درمان سرطان مورد استفاده قرار بگیرند.»

پیوند:

Sperm-Hybrid Micromotor for Drug Delivery in the Female Reproductive Tract

بیشتر بخوانید:

>>بیماران مبتلا به تومور مغزی به کمک میدان‌های الکتریکی عمر طولانی‌تری خواهند داشت

منبع: technologyreview

استفاده و بازنشر این نوشتار با ذکر لینک منبع و نام «مجبه‌ی فناوری‌های توان افزا و پوشیدنی» مجاز است.