ایسنا/ پژوهشگران چینی نوعی نانوگُل ساخته‌اند که شیمی‌درمانی و ژن‌درمانی را مستقیماً به سلول‌های سرطان پستان منتقل می‌کند و ضمن کاهش عوارض جانبی در آزمایش‌های اولیه، اثربخشی را افزایش می‌دهد.

سرطان پستان یکی از شایع‌ترین سرطان‌ها در سراسر جهان است. اگرچه داروهایی مانند «دوکسوروبیسین»(Doxorubicin) معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند اما اثربخشی آنها اغلب به دلیل سمی کردن بدن، هدف‌گیری ضعیف و ایجاد مقاومت دارویی محدود است. نانوساختارهای DNA به دلیل زیست‌سازگاری و قابلیت برنامه‌ریزی، به عنوان حامل‌های دارورسانی دقیق‌تر مورد توجه قرار گرفته‌اند.

به نقل از آزو نانو، گروهی از پژوهشگران چینی یک سیستم دارورسانی جدید مبتنی بر نانوگُل DNA ابداع کرده‌اند که قادر به ارائه هم‌زمان یک «الیگونوکلئوتید آنتی‌سنس»(Antisense Oligonucleotide) و داروی شیمی‌درمانی دوکسوروبیسین است. این پژوهش نشان می‌دهد که پژوهشگران از یک روش تکثیر دوگانه برای تشکیل یک نانوساختار DNA به شکل گل با ظرفیت بارگذاری بالای دارو و رساندن بسیار هدفمند آن استفاده کرده‌اند.

این پژوهش بر مقابله با محدودیت‌ درمان‌های سنتی مبتنی بر دوکسوروبیسین با ترکیب خاموش کردن ژن و شیمی‌درمانی در یک سیستم انتقال تمرکز دارد. نانوگل‌های DNA بهبود دقت هدف‌گیری، با «AS1411» نیز عامل‌دار شده‌اند که یک «آپتامر»(Aptamer) است و به پروتئین «نوکلئولین»(Nucleolin) متصل می‌شود که در بسیاری از سلول‌های تومور بیش از حد بیان می‌شود.

این گروه پژوهشی از یک فرآیند تکثیر دومرحله‌ای برای ساخت نانوگل‌ها استفاده کردند. آنها ابتدا از روش تکثیر «DNA Phi29» برای تولید توالی‌های DNA تک‌رشته‌ای بلند با واحدهای تکراری استفاده کردند. سپس، توالی‌ها با استفاده از روش تکثیر آنزیمی چندگانه تکثیر شدند و ساختار منحصربه‌فرد نانوگل را تشکیل دادند.

توالی‌های خاصی در چارچوب DNA مهندسی شدند تا هر دو داروی الیگونوکلئوتید آنتی‌سنس و دوکسوروبیسین را حمل کنند. الیگونوکلئوتید آنتی‌سنس، ژن «PLK1» مرتبط با رشد و تقسیم سلول‌های سرطانی را هدف قرار داد. این در حالی بود که دوکسوروبیسین مستقیماً در ساختار DNA قرار گرفت و از میل طبیعی خود برای ترکیب با بازهای DNA استفاده کرد.

آپتامر AS1411 به نانوساختار متصل شد تا هدف‌گیری اختصاصی تومور را امکان‌پذیر کند. پژوهشگران به کمک طیف گسترده‌ای از روش‌های تحلیلی از جمله میکروسکوپ الکترونی عبوری، پراکندگی پویای نور و روش «الکتروفورز»(Electrophoresis) ژل توانستند اندازه، ساختار و عملکرد موفقیت‌آمیز کار خود را تأیید کنند.

بررسی‌های آزمایشگاهی با استفاده از سلول‌های «MCF-7» سرطان پستان برای ارزیابی جذب سلولی، خاموش کردن ژن، سمیت سلولی، آپوپتوز و مهاجرت سلولی انجام شدند. پژوهشگران از روش‌ «فلوسیتومتری»(Flow cytometry)، سنجش CCK-8، روش qRT-PCR، روش «وسترن بلات»(Western blot) و سنجش مهاجرت «ترنسول»(Transwell) برای ارزیابی این پارامترها استفاده کردند.

در مرحله درون‌تنی این پژوهش، از موش‌هایی استفاده شد که سلول‌های MCF-7 در بدن آنها کاشته شده بودند تا تومورهای پستان را ایجاد کنند. پس از رشد تومورها، موش‌ها به صورت موضعی با فرمولاسیون‌های نانوگل درمان شدند. تحلیل عملکرد نانوگل‌های DNA، راندمان بالای بارگذاری دارو و شکل یکنواخت و گل‌مانند آنها را نشان داد. ساختارهای عامل‌دارشده با آپتامر، جذب قابل توجهی را در سلول‌های سرطانی در مقایسه با گروه‌های کنترل‌شده غیر هدفمند نشان دادند.

در بررسی‌های آزمایشگاهی، یکی از نانوگل‌ها که هم الیگونوکلئوتید آنتی‌سنس و هم دوکسوروبیسین را حمل می‌کرد، تکثیر سلول‌های تومور را کاهش داد و روند مرگ سلول را مؤثرتر از الیگونوکلئوتید آنتی‌سنس و دوکسوروبیسین به تنهایی آغاز کرد. الیگونوکلئوتید آنتی‌سنس، بیان PLK1 را خاموش کرد که در هر دو سطح آران‌ای پیام‌رسان و پروتئین تأیید شد و به توقف چرخه سلولی و افزایش مرگ سلولی انجامید.

این سیستم، امکان آزادسازی کنترل‌شده دارو را در واکنش به سیگنال‌های آنزیمی به ‌ویژه FEN1 که در سلول‌های تومور بیش از حد بیان می‌شود، فراهم ‌کرد. این بدان معناست که عوامل فعال عمدتاً در محل تومور آزاد ‌شدند و آسیب‌رسانی به بافت سالم را به حداقل ‌رساندند.

در آزمایش‌های حیوانی، تومورهای درمان‌شده با نانوگل‌ها رشد بسیار کاهش‌یافته‌ای را نشان دادند. تحلیل بافت، سطوح بالاتری از مرگ سلولی و بیان پایین‌تری از PLK1 را در سلول‌های تومور نشان داد. آزمایش خون و بررسی اندام‌ها، سمیت حداقلی را نشان داد که زیست‌سازگاری پلتفرم نانوگل را ثابت می‌کند.

این پژوهش، پتانسیل نانوگل‌های DNA را به عنوان نوع جدیدی از درمان ترکیبی برجسته می‌کند که قادر به ارائه درمان‌های ژنتیکی و شیمی‌درمانی به روشی بسیار هدفمند است. این پلتفرم با اتصال به تومور و مکانیسم‌های آزادسازی کنترل‌شده می‌تواند مسیر جدیدی را برای غلبه بر مشکلاتی مانند مقاومت دارویی و عوارض جانبی محدودکننده درمان‌های کنونی سرطان پستان ارائه دهد.

این پژوهش در مجله «Micro & Nano Letters» به چاپ رسید.