به‌طور سنتی، پرتودرمانی، شیمی‌درمانی و جراحی از رایج‌ترین روش‌های حذف و تخریب سلول‌های سرطانی محسوب می‌شوند. اما این درمان‌ها به دلیل آسیب‌رساندن به سلول‌های سالم، اغلب با عوارض جانبی شدیدی همراه هستند. امروزه روش‌های درمانی دقیق‌تر و هدفمندتری در حال توسعه هستند که سلول‌های سرطانی را مورد حمله قرار داده و در عین حال از بافت‌های سالم محافظت می‌کنند.

ایجیرو میاکو (Eijiro Miyako) و تیم تحقیقاتی او در مؤسسه پیشرفته علوم و فناوری ژاپن (JAIST) پیشگام این روش‌های نوآورانه در درمان سرطان هستند. تیم او پیش‌تر باکتری‌های هدف‌گیری‌کننده تومور را توسعه داده بود که سیستم ایمنی را برای حمله به سلول‌های سرطانی تحریک می‌کردند. در مطالعه‌ای که نتایج آن در تاریخ ۳ مارس ۲۰۲۵ در مجله Small Science منتشر شد، پروفسور میاکو و همکارانش نانوذراتی را توسعه داده‌اند که می‌توان آن‌ها را به‌صورت مغناطیسی به سلول‌های سرطانی هدایت کرد و سپس با استفاده از لیزر، تومورها را از بین برد.

این روش مبتنی بر درمان فوتوترمال است که در آن، نانوذراتی که قابلیت جذب نور و تبدیل آن به گرما را دارند، به‌طور انتخابی برای تخریب سلول‌های سرطانی استفاده می‌شوند. هنگام قرارگیری در معرض نور لیزر نزدیک به مادون قرمز (NIR)، این نانوذرات گرما تولید کرده و تومور را از بین می‌برند. تیم تحقیقاتی از نانوهورن‌های کربنی زیست‌سازگار (CNHs) به‌عنوان عوامل فوتوترمال استفاده کرد. نانوهورن‌های کربنی، نانوساختارهای کروی مبتنی بر گرافن هستند که پیش‌تر در انتقال دارو و تصویربرداری زیستی به کار رفته‌اند. با این حال، چالش اصلی در استفاده از CNHs، تجمع مؤثر این نانوذرات در بافت‌های توموری است.

برای حل این مشکل، محققان CNHs را با افزودن مایع یونی مغناطیسی ۱-بوتیل-۳-متیل‌ایمیدازولیوم تتراکلروفریت ([Bmim][FeCl۴]) اصلاح کردند. مایعات یونی دارای خواص ضدسرطانی بوده و ویژگی مغناطیسی را به نانوذرات می‌بخشند، به‌طوری که می‌توان آن‌ها را با استفاده از یک آهنربای خارجی به سمت تومور هدایت کرد. با این حال، CNHs به‌طور طبیعی در آب نامحلول هستند و [Bmim][FeCl۴] نیز خاصیت آب‌گریزی دارد که استفاده از آن را در بدن دشوار می‌کند. برای بهبود قابلیت پخش نانوذرات در بدن، پژوهشگران یک پوشش از پلی‌اتیلن گلیکول (PEG) به آن‌ها اضافه کردند تا حلالیت و توزیع آن‌ها در محیط زیستی افزایش یابد. همچنین، رنگ فلورسنت ایندوسیانین گرین (ICG) به نانوذرات افزوده شد تا امکان ردیابی و پایش لحظه‌ای آن‌ها فراهم شود.

پروفسور میاکو در این خصوص گفت: «رویکرد نوآورانه این مطالعه در طراحی نانوکمپلکس، برای نخستین بار امکان استفاده از مایعات یونی مغناطیسی در درمان سرطان را فراهم می‌کند. این پیشرفت چشمگیر می‌تواند مسیر جدیدی را در حوزه درمان‌های هدفمند سرطان بگشاید.»

نانوذرات طراحی‌شده که تنها ۱۲۰ نانومتر اندازه دارند، دارای بازده تبدیل فوتوترمال ۶۳٪ بودند که عملکردی فراتر از بسیاری از عوامل فوتوترمال متداول نشان داد. این مقدار برای از بین بردن سلول‌های سرطانی کافی بود. در آزمایش‌های آزمایشگاهی، این نانوذرات پس از قرارگیری در مجاورت سلول‌های کارسینوم کولون (Colon۲۶) استخراج ‌شده از موش، در اثر تابش لیزر NIR با طول موج ۸۰۸ نانومتر و توان ۰.۷ وات (~۳۵.۶ میلی‌وات بر میلی‌متر مربع) به مدت ۵ دقیقه، به‌طور مؤثری موجب مرگ سلولی شدند. هنگامی که این نانوذرات به موش‌های دارای تومور Colon26 تزریق شدند، محققان توانستند آن‌ها را با استفاده از یک آهنربا به سمت تومور هدایت کنند. نانوذرات تجمع‌یافته، دمای تومور را به ۵۶ درجه سانتی‌گراد رساندند، که برای از بین بردن سلول‌های سرطانی کافی بود.

نتایج این آزمایشات امیدوارکننده بود: موش‌هایی که با نانوذرات هدایت‌شده با آهنربا تحت درمان قرار گرفتند، پس از شش جلسه درمان با لیزر، تومورهای آن‌ها به‌طور کامل از بین رفت و هیچ بازگشتی در ۲۰ روز بعد مشاهده نشد. در مقابل، زمانی که نانوذرات بدون هدایت مغناطیسی استفاده شدند، تومورها پس از توقف تابش لیزر مجدداً رشد کردند، که نشان‌دهنده ناکافی بودن تجمع نانوذرات برای از بین بردن کامل سلول‌های سرطانی بود.

این روش نوآورانه سه مکانیسم قدرتمند را با هم ترکیب می‌کند: تخریب سلول‌های سرطانی بر پایه گرما، اثر ضدسرطانی مایع یونی در هدف‌گیری تومور و هدایت مغناطیسی. این رویکرد چندوجهی جایگزینی مؤثرتر برای درمان‌های سنتی محسوب می‌شود که معمولاً تنها به یک مکانیسم متکی هستند. علاوه بر این، مطالعه حاضر نشان می‌دهد که مایعات یونی مغناطیسی پتانسیل بالایی در درمان سرطان دارند و می‌توانند مسیر جدیدی برای توسعه روش‌های درمانی نوین باز کنند.

پروفسور میاکو در پایان افزود: «این نانوپلتفرم ساده اما بسیار مؤثر، که از چندین مکانیسم برای نابودی تومور بهره می‌برد، پتانسیل بالایی برای کاربردهای بالینی آینده در تشخیص و درمان سرطان دارد. با این حال، آزمایش‌های ایمنی بیشتر و توسعه یک سیستم لیزری آندوسکوپی کارآمد برای درمان تومورهای عمقی ضروری خواهد بود.»

به نثل از ستاد نانو، این دستاورد می‌تواند مسیر جدیدی برای درمان‌های دقیق و کم‌تهاجمی سرطان فراهم کند و امیدهای تازه‌ای را برای بیماران و محققان این حوزه به ارمغان آورد.