پیشرفت‌های فناورانه نشان داده‌اند که «کوچک شدن» همیشه به معنای «محدود شدن» نیست؛ گاهی درست در ابعاد بسیار ریز، قدرت‌هایی نهفته‌اند که مسیر درمان را به‌کلی تغییر می‌دهند. در جهان نانو، هر ذره می‌تواند حامل دانشی باشد که به دقتی بی‌سابقه در تشخیص و درمان منتهی شود. دقتی که از ساختار سلولی فراتر می‌رود و به تعاملات مولکولی می‌رسد.

در این میان، نانو‌دارو‌ها به‌عنوان یکی از کاربرد‌های مهم این فناوری، نه‌تنها در مرز علم و پزشکی قرار دارند، بلکه خود به عاملی برای تعریف دوباره‌ی مفهوم درمان بدل شده‌اند. از طراحی هدفمند گرفته تا آزادسازی کنترل‌شده، از عبور از سد‌های زیستی تا کاهش اثرات ناخواسته، همه این ویژگی‌ها، نانو‌دارو‌ها را به پدیده‌ای منحصر‌به‌فرد تبدیل کرده‌اند که دیگر نمی‌توان آنها را صرفاً بخشی از آینده دانست؛ آنها همین امروز نیز بخشی از واقعیت‌اند. آناتک در گفت‌وگویی با دکتر نیدا اخوان، داروساز، استاد دانشگاه علوم پزشکی آزاد تهران و پژوهشگر نانوفناوری دارویی، به بررسی ابعاد مختلف این حوزه پرداخته است.

وقتی «بسیار کوچک»، بسیار مهم می‌شود

برای درک مفهوم نانو‌دارو، ابتدا باید بدانیم «نانو» به چه معناست. واژه‌ی «نانو» به ابعادی در حدود یک‌میلیاردم متر (۱ نانومتر = ۱۰⁻⁹ متر) اشاره دارد. در این مقیاس فوق‌ریز، خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی مواد دچار دگرگونی می‌شود. در مقیاس نانو، رفتار مولکول‌ها متفاوت از حالت ماکروسکوپی (Macroscopic) یا قابل دیدن با چشم غیرمسلح است؛ برای مثال نانوذرات طلا در این ابعاد خاصیت ضدباکتریایی پیدا می‌کنند که در ابعاد معمولی ندارند.

نانودارو چگونه تعریف می‌شود و چه تفاوتی با دارو‌های رایج دارد؟

نانو‌دارو به دارویی گفته می‌شود که یا از ابتدا با استفاده از فناوری نانو طراحی شده باشد، یا اینکه یک داروی معمولی با کمک نانوذرات یا ساختار‌های نانومتری بسته‌بندی و منتقل شود. به گفته‌ی دکتر اخوان، این دارو‌ها نه‌تنها در اندازه متفاوت‌اند، بلکه نحوه‌ی عملکرد آنها نیز کاملاً نوآورانه است. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های نانو‌دارو‌ها این است که می‌توانند از سد‌های زیستی مثل سد خونی-مغزی عبور کنند؛ سدی که بسیاری از دارو‌های معمولی حتی به آن نزدیک هم نمی‌شوند.

چرا دانشمندان به ساخت دارو‌های نانویی روی آورده‌اند؟

یکی از دلایل اصلی گرایش دانشمندان به فناوری نانو در حوزه‌ی درمان، ناکارآمدی نسبی برخی دارو‌های سنتی است. دارو‌های سنتی معمولاً به‌صورت غیراختصاصی در بدن توزیع می‌شوند. این یعنی علاوه بر سلول‌های بیمار، سلول‌های سالم نیز تحت تأثیر قرار می‌گیرند که نتیجه‌اش عوارض جانبی شدید است. برای مثال، در شیمی‌درمانی، دارو نه‌تنها سلول‌های سرطانی، بلکه سلول‌های سالم پوست، روده و مو را هم نابود می‌کند. این‌جاست که «هدف‌گیری دقیق» نانو‌دارو‌ها اهمیت پیدا می‌کند.

چگونه نانو‌دارو مسیر خود را پیدا کرده و فقط به سلول بیمار می‌رسد؟

نانو‌دارو‌ها می‌توانند به‌گونه‌ای طراحی شوند که فقط به سلول‌های خاصی مثلاً سلول‌های سرطانی متصل شوند و به دیگر سلول‌های بدن آسیب نرسانند. این کار به دو روش انجام می‌شود. این دو روش عبارتند از «هدف‌گیری غیرفعال» (Passive Targeting) و «هدف‌گیری فعال» (Active Targeting).

در هدف‌گیری غیرفعال، نانوذرات به شکل طبیعی در بافت‌های دارای رگ‌های خونی نشت‌پذیر مانند تومور‌ها تجمع پیدا می‌کنند. این پدیده که به آن «اثر نفوذ و نگهداری پیشرفته» (Enhanced Permeability and Retention) می‌گویند، راه را برای تجمع نانو‌دارو در بافت‌های سرطانی باز می‌کند.

در هدف‌گیری فعال، نانوذرات به مولکول‌هایی مانند «آنتی‌بادی» (Antibody) یا «لیگاند» (Ligand) مجهز می‌شوند که به گیرنده‌های خاص روی سلول‌های بیمار می‌چسبند. مثل این است که نانو‌دارو یک کلید اختصاصی دارد که فقط قفل سلول بیمار را باز می‌کند.

نمونه‌ای موفق از این فناوری، داروی «داکسیل» (Doxil) است که نسخه‌ی نانویی از داروی شیمی‌درمانی «داکسوروبیسین» (Doxorubicin) بوده و با قرار گرفتن درون لیپوزوم (Liposome)، یکی از اجزای داخل سلولی توانسته است عوارض قلبی آن را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

آیا نانودارو‌ها می‌توانند با دقت میلی‌متری فقط سلول بیمار را درمان کنند؟

یکی از مزایای کلیدی نانو‌داروها، افزایش «قابلیت نفوذ» به بافت‌هایی است که دسترسی به آنها سخت است. برای مثال، رساندن دارو به مغز همیشه یکی از چالش‌های اصلی پزشکی بوده است. اما نانوذرات می‌توانند از سد‌های فیزیولوژیکی مانند «سد خونی-مغزی» (Blood-Brain Barrier) عبور کنند.

این توانایی، افق‌های تازه‌ای برای درمان بیماری‌های مغزی، از جمله تومور‌های مغزی و حتی اختلالات عصبی مثل آلزایمر باز کرده است. از طرف دیگر، چون نانو‌دارو‌ها مستقیماً به محل هدف می‌رسند، نیاز به دوز بالای دارو وجود ندارد. این یعنی مصرف کمتر دارو با اثربخشی بالاتر و عوارض کمتر.

رهایش کنترل‌شده یعنی چه و چه مزیتی دارد؟

یکی دیگر از ویژگی‌های جذاب نانو‌داروها، قابلیت «رهش کنترل‌شده» (Controlled Release) است. در این حالت، دارو به‌صورت آهسته و پیوسته در بدن آزاد می‌شود تا اثر آن پایدارتر باشد.

مثل این است که دارو در بدن یک برنامه‌ی زمان‌بندی شده برای عملکرد دارد. نه زودتر آزاد می‌شود که بی‌اثر شود، نه دیرتر که کارایی‌اش از دست برود.

برای ساخت یک نانودارو چه تخصص‌هایی باید کنار هم قرار بگیرند؟

برخلاف تصور عمومی، ساخت نانو‌دارو فقط کار داروسازان نیست. توسعه‌ی نانو‌دارو یک پروژه‌ی چند‌تخصصی است. برای موفقیت در این مسیر، همکاری شیمی‌دان، مهندس مواد، زیست‌شناس، داده‌کاو و داروساز ضروری است. طراحی ساختار مولکولی دارو، سنتز نانوذرات، پایدارسازی در محیط زیستی، بررسی زیست‌سازگاری، و شبیه‌سازی رفتار نانوذره در بدن هر یک به تخصص متفاوتی نیاز دارد.

در تولید داروی ضد سرطان «دوکسوروبیسین» که پیش‌تر به آن اشاره کردم و نسخه ایرانی آن «سینادوکسوزوم» (Sinadoxosome) نام دارد، داروساز‌ها به بررسی فرمولاسیون پرداختند، شیمیدان‌ها به تنظیم ساختار و بار سطحی مشغول بودند، و مهندس‌های مواد با میکروسکوپ الکترونی ساختار نهایی را تأیید کرده‌اند.

چه نمونه‌هایی از نانودارو‌ها امروز در دنیا استفاده می‌شوند؟

نانو‌دارو‌ها فقط در مرحله‌ی آزمایشگاهی نیستند؛ برخی از آنها در درمان‌های واقعی نیز مورد استفاده قرار گرفته‌اند. برای مثال، واکسن‌های بر پایه «ام آر ان‌ ای» «mRNA» برای «کووید-۱۹» از نانوذرات برای انتقال اطلاعات ژنتیکی به سلول‌ها استفاده کردند. همچنین، نانوذرات طلا و نقره نیز برای کاربرد‌های ضدباکتری و تصویربرداری پزشکی به کار گرفته شده‌اند. دارو‌های ضدسرطان هم نمونه‌ای دیگر از این پیشرفت‌ها هستند.

نقش هوش مصنوعی در طراحی نانودارو‌ها چیست؟

در سال‌های اخیر، فناوری‌های نوینی، چون «هوش مصنوعی» (Artificial Intelligence) و «علم داده» (Data Science) نیز به کمک پژوهشگران آمده‌اند. الگوریتم‌های یادگیری ماشین می‌توانند ساختار‌های مؤثرتر برای نانوذرات طراحی کرده، مسیر‌های زیستی هدف‌گیری را پیش‌بینی کنند و حتی عوارض احتمالی دارو را مدل‌سازی نمایند.

آیا نانودارو‌ها آینده درمان هستند؟

در پایان، آن‌چه از گفت‌و‌گو با دکتر داروساز، نیدا اخوان برمی‌آید، این است که نانو‌دارو‌ها نه‌تنها فناوری آینده نیستند، بلکه همین امروز نیز در حال شکل دادن به درمان‌های دقیق‌تر، کم‌خطرتر و هوشمندتر هستند. از درمان سرطان گرفته تا عبور از سد‌های فیزیولوژیکی مغز، از کاهش عوارض دارویی تا دقت در هدف‌گیری سلولی، همه‌ی اینها تنها با بهره‌گیری از ابعاد «نانو» ممکن شده‌اند. ذ فناوری نانو در پزشکی، در حال بازنویسی تعریف درمان است؛ نه فقط به‌عنوان ابزاری برای دارو رسانی، بلکه به‌عنوان یک انقلاب در فهم ما از تعامل بین دارو و بدن انسان.

انتهای پیام/

فیزیکدانان کمبریج حسگر‌های مغناطیسی کوانتومی نازک‌تر از یک اتم با عملکرد بالا ساختند