پژوهشگران دانشگاه کیس وسترن رزرو با منفعت‌گیری از نانوحباب‌های حاوی گاز بی‌تاثییر و تحریک آن‌ها با امواج فراصوت، موفق شدند سد سخت و نفوذناپذیر تومورهای جامد را تضعیف کنند؛ رویکردی نوآورانه که می‌تواند اثربخشی ایمنی‌درمانی‌های نوین را به‌طور چشمگیری افزایش دهد و راه را برای ورود سریع تر به کارآزمایی‌های بالینی هموار کند. این گروه تحقیقاتی در دانشگاه کیس وسترن رزرو (Case Western Reserve University) نتایج کار خود را در نشریه معتبر ACS Nano انتشار کرده است.

پژوهشگران با تزریق نانوحباب‌های حاوی گاز بی‌تاثییر به درون تومور و سپس «لرزاندن» آن‌ها با امواج فراصوت توانستند ساختار سخت و فشرده تومور را بدون تخریب گسترده سلول‌ها تضعیف کنند. این فرایند، مسیر را برای نفوذ مولکول‌های درمانی و سلول‌های ایمنی به درون بافت سرطانی هموار می‌کند.

افتستاتیوس کاراتاناسیس، استاد و نایب‌رئیس مهندسی زیست‌پزشکی که در دانشکده مهندسی کیس و دانشکده پزشکی این دانشگاه فعالیت دارد، خبرداد سد فیزیکی تومورها یکی از عوامل مهم محدودکننده رسانش داروهای ضدسرطان به‌اختصاصی ایمنی‌درمانی‌های نوین به حساب می اید. به حرف های او، راهبرد تازه مبتنی بر نانوحباب‌های فعال‌شونده با فراصوت، ریزمحیط تومور را به‌آرامی بازآرایی کرده و عملاً دیواره‌های دفاعی آن را فرو می‌ریزد تا راه برای ورود داروها و سلول‌های ایمنی گشوده شود.

مسئله امیدبخش آن است که این فناوری می‌تواند با شدت بیشتری به مرحله آزمون بالینی برسد؛ چون نانوحباب‌های طراحی‌شده پیش‌تر برای شناسایی سرطان پروستات در مسیر تجاری‌سازی قرار گرفته‌اند و دستگاه‌های فراصوت نیز مورد قبول سازمان غذا و داروی آمریکا (Food and Drug Administration) می باشند و به‌طور گسترده در مراکز درمانی منفعت گیری خواهد شد.

در روال رشد تومورها، بافتی غیرعادی، سخت و متراکم حوالی آن‌ها شکل می‌گیرد که عمدتاً از کلاژن ــ پروتئینی که در راه اندازی بافت‌های اسکار نقش دارد ــ ساخته شده است. این لایه متراکم، مانع نفوذ درمان‌های ایمنی مدرن به‌اختصاصی ریبونوکلئیک اسید (Ribonucleic Acid) یا همان آران‌ای که درون نانوذرات لیپیدی حمل می‌شود، به سلول‌های ایمنی مستقر در تومور می‌شود.

پژوهشگران در یک الگوی سرطان پستان، نانوحباب‌هایی حاوی گاز پرفلوئوروپروپان را به درون تومور تزریق کردند. سپس با هدایت امواج فراصوت به محل تومور، این حباب‌های میکروسکوپی را به لرزش درآوردند. این لرزش کنترل‌شده، ساختار سخت تومور را درهم ناکامی، بی‌آنکه تخریب گسترده سلولی تشکیل کند.

این مطرح حاصل همکاری آزمایشگاه نانوفناوری و ایمنی‌درمانی کاراتاناسیس با آزمایشگاه فراصوت و نانودارو متعلق به آگاتا اگزنر، استاد رادیولوژی و مدیر مرکز پژوهش‌های تصویربرداری این دانشگاه می بود. یافته‌ها نشان داد بعد از این مداخله، تومورها نرم‌تر، یکنواخت‌تر و برای نفوذ سلول‌های ایمنی و نانوذرات، پذیراتر شدند.

اگزنر پافشاری کرد که این تیم داروی تازه‌ای ابداع نکرده، بلکه راهی یافته است تا اثربخشی درمان‌های حاضر و در حال گسترش به‌مراتب افزایش یابد. به گفتن او، با فروریختن سد دفاعی سرطان، زمان عادلانه‌تری برای پیروزی درمان‌ها فراهم می‌شود.

دستاورد دیگر این پژوهش، فعال‌سازی سلول‌های ایمنی حاضر درون تومور حتی بدون افزودن درمان مکمل می بود. به حرف های کاراتاناسیس، این سلول‌ها بعد از مداخله، سیگنال‌های هشدار ترشح کرده و سلول‌های ایمنی بیشتری را به محل تومور فراخواندند. افزون بر آن، سلول‌های تی کشنده که سرطان را مقصد قرار خواهند داد، توانستند دیگر تومورها ــ حتی آن‌هایی که مستقیماً تحت درمان قرار نگرفته بودند ــ را نیز شناسایی و تعقیب کنند.

بازدید‌ها نشان داد تومورهای تحت درمان دست‌کم تا پنج روز نرم‌تر باقی ماندند، در حالی‌که تومورهای درمان‌نشده به‌مرور زمان سخت‌تر و مقاوم‌تر شدند. هنگامی که پژوهشگران در مرحله سپس، نانوذرات لیپیدی حاوی آران‌ای تحکیم‌کننده فعالیت سلول‌های تی را تزریق کردند، این ترکیبات در سراسر تومور پخش شد و برخلاف قبل، در محل تزریق محبوس نماند.

به حرف های اگزنر، هر توموری که امکان مثالبرداری از آن وجود داشته باشد، بالقوه می‌تواند پذیرای نانوحباب‌ها باشد. این نوشته برای تومورهای جامدی که درمان آن‌ها دشوار است و در آن‌ها از فراصوت منفعت گیری می‌شود ــ همانند سرطان‌های کبد، پروستات و تخمدان ــ اهمیت اختصاصی‌ای دارد.

نانوحباب‌های گسترش‌یافته در آزمایشگاه اگزنر، هم‌اکنون از سوی شرکت ویسانو ترانواستیکس (Visano Theranostics) که او یکی از بنیان‌گذاران آن است، برای تشخیص سرطان پروستات در مسیر تجاری‌سازی قرار گرفته‌اند. بر پایه اظهار این تیم، خواست مجوز داروی پژوهشی تازه طی ۱۸ ماه آینده به سازمان غذا و داروی آمریکا اراعه خواهد شد و کاربرد درمانی این فناوری نیز می‌تواند همزمان با همان پرونده، مسیر ورود به کارآزمایی بالینی را طی کند؛ مسیری که گمان دارد ظرف دو سال آینده به اغاز آزمون‌های انسانی بینجامد.

این دستاورد، تصویری تازه از نبرد با سرطان ترسیم می‌کند: به‌جای تمرکز صرف بر ساخت داروهای تازه می‌توان با هوشمندسازی محیط تومور و شکستن حصارهای دفاعی آن، اثربخشی درمان‌های حاضر را چندبرابر کرد.