پژوهشگران ژاپنی موفق به توسعه نانوذرات هوشمندی شدند که با بهره‌گیری از خواص باکتری و گرافن، امیدهای تازه‌ای برای درمان سرطان فراهم کرده‌اند.

در دنیای امروز، درمان سرطان از روش‌های سنتی مانند شیمی‌درمانی فراتر رفته و به سمت رویکردهای ترکیبی مانند ایمنی‌درمانی، پرتودرمانی و فتودرمانی گراییده است. در این میان، اکسید گرافن به‌عنوان یکی از مواد نوظهور و پرکاربرد در حوزه رسانش دارو و تخریب حرارتی تومورها مطرح شده، اما موانعی چون دشواری در پخش‌پذیری و تولید در مقیاس بزرگ، استفاده بالینی از آن را محدود کرده است.

اکنون تیمی از پژوهشگران به سرپرستی پروفسور ایجیرو میاکو (Eijiro Miyako) از مؤسسه فناوری پیشرفته ژاپن (JAIST)، روشی نوین برای افزایش کارایی درمانی این ماده ارائه کرده‌اند. آن‌ها موفق به ساخت یک نانوکامپوزیت جدید از اکسید گرافن شده‌اند که با اجزای باکتریایی تقویت شده و قابلیت اجرای همزمان سه نوع درمان ضدسرطان را دارد: فتودرمانی، شیمی‌درمانی و ایمنی‌درمانی.

در این روش، پژوهشگران از اجزای باکتری Cutibacterium acnes (CA) و داروی ضدسرطان کامپتوتسین (CPT) در کنار اکسید گرافن استفاده کرده‌اند. نانوذرات تولیدشده از این ترکیب، با مکانیزمی سه‌گانه تومور را هدف می‌گیرند:

اجزای باکتریایی باعث فعال‌سازی سیستم ایمنی بدن می‌شوند.

داروی CPT شیمی‌درمانی موضعی را انجام می‌دهد.

اکسید گرافن تحت تابش لیزر، تومورها را از طریق گرما درمانی از بین می‌برد.

دکتر میاکو در این‌باره می‌گوید: «CPT شیمی‌درمانی را به صورت موضعی انجام می‌دهد، GO با گرما موجب نابودی تومور می‌شود و اجزای باکتری CA نیز سیستم ایمنی را فعال می‌کنند. ترکیب این سه مکانیسم، رویکردی بسیار امیدوارکننده برای درمان سرطان ارائه می‌دهد.»

این نانوکامپوزیت‌ها تنها با یک فرآیند فراصوت (sonication) تک‌مرحله‌ای در محیط کشت سلولی از ترکیبی از GO، CPT و اجزای باکتری CA ساخته شدند؛ اندازه این نانوذرات حدود ۵۳ نانومتر بود و پوشش باکتریایی آن‌ها، باعث پایداری، پخش‌پذیری بهتر و سازگاری زیستی بالاتر می‌شود.

در آزمایش‌های حیوانی روی موش‌های مبتلا به سرطان روده، این نانوذرات با بهره‌گیری از خاصیت نفوذپذیری و ماندگاری افزایش‌یافته (EPR) به‌طور مؤثر در تومورها تجمع یافته و دیگر اندام‌ها را دست‌نخورده باقی گذاشتند. حتی بدون فعال‌سازی لیزری، این نانوذرات با اتکا به شیمی‌درمانی و تحریک سیستم ایمنی توانستند رشد تومور را مهار کنند.

در مرحله بعد، پژوهشگران با تابش لیزر کم‌توان (۰.۸ وات) به مدت پنج دقیقه، دمای تومورها را تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد افزایش دادند؛ دمایی که برای نابودی سلول‌های سرطانی کافی است اما به بافت‌های سالم آسیب نمی‌زند. پس از پنج دوره درمان لیزری، تومورها به‌طور کامل از بین رفتند و موش‌ها بهبودی کامل یافتند.

تحلیل‌های مولکولی (qPCR) نیز نشان داد که انواع سلول‌های ایمنی از جمله سلول‌های T، سلول‌های B، نوتروفیل‌ها، ماکروفاژها و سلول‌های کشنده طبیعی (NK)، به‌طور قابل توجهی فعال شده‌اند؛ موضوعی که نقش کلیدی اجزای باکتری در تحریک پاسخ ایمنی را تأیید می‌کند.

برخلاف روش‌های مرسوم اصلاح اکسید گرافن که معمولاً پیچیده و پرهزینه هستند، این روش با استفاده از کشت باکتری و فرآیند ساده، هزینه کم، منابع محدود و قابلیت تولید انبوه را به همراه دارد.

دکتر میاکو در پایان تأکید می‌کند: «سرطان یک بیماری پیچیده و پیش‌رونده است که نیاز به رویکردی چندوجهی دارد. روش ما، با سادگی و هزینه کم، یک مسیر جدید برای توسعه نانوذرات چندکاره با اثربخشی بالا در درمان سرطان پیش‌روی پژوهشگران قرار می‌دهد.