تصور کنید توموری یکی از فراورده‌های جانبی سمی خودش را به سلاحی تبدیل کند که همان تومور را از بین می‌برد. عجیب است، نه؟ اما گروهی در ژاپن یک ترفند شیمیایی ساخته‌اند که دقیقا همین کار را انجام می‌دهد: از مونواکسید کربنی که سلول‌های سرطانی تولید می‌کنند، به عنوان ماده خام برای ساخت ترکیبات کشنده سلول درون همان سلول‌ها استفاده می‌کند.
این پژوهش حاصل کار محققان مؤسسه پژوهش‌های پیشگام رایکن است. ایده آن‌ها یک مشکل قدیمی را به فرصت تبدیل می‌کند. مونواکسید کربن معمولا به عنوان آلاینده‌ای خطرناک شناخته می‌شود که از موتور خودروها و بخاری‌های معیوب آزاد می‌شود. با این حال بدن انسان نیز مقدار کمی از آن را تولید می‌کند. مشخص شده است که برخی تومورها سطحی غیرعادی و بالا از این گاز می‌سازند. همین تفاوت بیوشیمیایی میان تومور و بافت سالم، نقطه اتکایی در اختیار پژوهشگران گذاشت.
در مرکز این روش، یک کاتالیزور فلزدار به نام پالاداسیکل قرار دارد؛ ساختاری آلی فلزی مبتنی بر پالادیوم که می‌تواند مونواکسید کربن را به گروهی از مولکول‌ها به نام فننتریدینون‌ها تبدیل کند. برخی مشتقات فننتریدینون سمیت سلولی دارند، یعنی سلول‌ها را می‌کشند. پژوهشگران این پرسش جسورانه را مطرح کردند: آیا می‌توان یک کاتالیزور پالادیومی محافظت‌شده را وارد سلول‌های سرطانی کرد تا مونواکسید کربن اضافی خود سلول‌ها، واکنشی داخلی را تغذیه کند و ترکیبی مرگبار را فقط در جایی بسازد که لازم است؟
محافظت از یک کاتالیزور شکننده در بدن
اما یک مانع بزرگ وجود داشت. درون سلول‌ها، مولکول‌های کوچکی مانند گلوتاتیون با شدت کاتالیزورهای فلزی را غیرفعال می‌کنند. اگر پالاداسیکل بدون محافظ رها شود، پیش از آنکه بتواند واکنش شیمیایی انجام دهد خنثی می‌شود. راه‌حل تیم، زیستی و هوشمندانه بود: پوشاندن کاتالیزور با آلبومین، همان پروتئین فراوان خون که به طور طبیعی بسیاری از مولکول‌ها را در گردش خون جابه‌جا می‌کند.
این پوشش آلبومینی هم نقش حامل را دارد و هم نقش زره محافظ را. این پوشش مانع خاموش شدن کاتالیزور پالادیومی توسط مدافعان درون‌سلولی می‌شود و به آن زمان کافی می‌دهد تا به تومور برسد. پس از ورود به سلول‌های سرطانی، جایی که سطح مونواکسید کربن بالاست، کاتالیزور محافظت‌شده می‌تواند از گاز موجود، مولکول‌های فننتریدینون بسازد. تیم پژوهشی چندین پالاداسیکل را غربالگری کرد، بهترین گزینه را برگزید و کمپلکس‌های آلبومینی ساخت که پس از ورود به سلول همچنان فعال باقی می‌ماندند.
دستاورد اصلی این مطالعه. پس از وارد کردن کمپلکس آلبومین-پالاداسیکل به سلول‌های سرطانی، آلبومین توانست کاتالیزور پالادیومی را در برابر گلوتاتیون محافظت کند. این کار باعث شد کاتالیزور فعال بماند و سپس مونواکسید کربن اضافی درون سلول‌های سرطانی برای تولید دارو به کار رود؛ دارویی که آزاد شد تا سلول‌های سرطانی را از بین ببرد.
آزمایش‌ها چه نشان دادند
در رده‌های سلولی انسانی کشت‌شده، شامل سلول‌های سرطان کبد، دهانه رحم، پستان و ریه، کمپلکس محافظت‌شده ظرف ۴۸ ساعت محصول فننتریدینون مورد نظر را تولید کرد. نکته مهم این بود که پژوهشگران در یک رده سلولی غیرسرطانی چنین محصولی را شناسایی نکردند؛ موضوعی که نشان می‌دهد این شیمی به شرایطی وابسته است که عمدتا در تومورها یافت می‌شود.
آن‌ها این ایده را یک گام جلوتر بردند. با تنظیم سامانه به گونه‌ای که مولکول سنتزشده بتواند از حامل خود آزاد شود، یک مشتق فننتریدینون بسیار سمی را درون سلول‌های سرطان کبد تولید کردند که اثرات سمیت سلولی قابل اندازه‌گیری ایجاد کرد. به بیان دیگر، تومور ماده اولیه را فراهم کرد، پالادیوم مولکول سمی را در محل ساخت و آن مولکول سپس به سلول‌های سرطانی آسیب رساند.
ایمنی در سطح خون یکی از نگرانی‌های اصلی بود. اگر مونواکسید کربن موجود در خون آزادانه وارد واکنش می‌شد، ممکن بود دارو زودتر از موعد ساخته شود و به بافت‌های سالم آسیب بزند. آزمایش‌های خونی این تیم هیچ تولید قابل شناسایی از ترکیب سمی را نشان نداد. دلیل آن ظاهرا بیوشیمیایی است: مونواکسید کربن در گردش خون عمدتا به هموگلوبین متصل است و تا زمانی که کمپلکس به ریزمحیط تومور نرسد، برای واکنش کاتالیزشده با پالادیوم در دسترس قرار نمی‌گیرد.
پیامدها و گام‌های بعدی
این رویکرد، الگو را از رساندن داروهای آماده شیمی‌درمانی به سمت رساندن پیش‌سازهای شیمیایی و کاتالیزورهایی تغییر می‌دهد که دارو را فقط در جایی مونتاژ می‌کنند که شیمی تومور اجازه می‌دهد. مزیت آن روشن است: کاهش اثرات خارج از هدف، سمیت سیستمیک کمتر و راهی احتمالی برای بهره‌برداری از تفاوت‌های متابولیک میان سلول‌های بدخیم و سالم.
با این حال، ملاحظات مهمی باقی است. این نتایج فعلا اثبات مفهوم در کشت سلولی هستند. گام منطقی بعدی، مطالعات حیوانی است: آیا آلبومین-پالاداسیکل می‌تواند در بدن زنده با غلظت مؤثر به تومورهای جامد برسد؟ آیا مقدار کافی از ترکیب سمی را تولید می‌کند تا تومورها کوچک شوند، بی‌آنکه به بافت طبیعی آسیب برسد؟ این کمپلکس در خون چقدر پایدار است و آیا پاسخ‌های ایمنی یا سازوکارهای پاکسازی بدن می‌توانند کارایی آن را کاهش دهند؟
دیدگاه کارشناس
دکتر النا موری، زیست‌شناس شیمیایی که روی رسانش هدفمند دارو مطالعه می‌کند، می‌گوید: «این یک نمونه هوشمندانه از شیمی سنتزی درمانی درون‌تنی است. شیمی آن ظریف و راهبرد آن عمل‌گرایانه است. اما تبدیل موفقیت در کشت سلولی به درمانی ایمن و قابل کنترل برای تومور، به کار دقیق حیوانی نیاز دارد. دوز، توزیع زیستی و زمینه ایمنی تعیین می‌کنند که آیا این وعده در عمل نیز پایدار می‌ماند یا نه.»
جمع‌بندی
تبدیل یک ویژگی متابولیک خاص در تومور به ماده اولیه ساخت مولکولی کشنده، مفهومی جسورانه است که اکنون امکان‌پذیرتر به نظر می‌رسد. کاتالیزور پالادیومی محافظت‌شده با آلبومین که گروه رایکن توسعه داده، مسیری برای تبدیل مونواکسید کربن درون تومور به عوامل ضدسرطان در همان محل ارائه می‌کند. اگر این رویکرد از موانع آزمایش‌های حیوانی و ارزیابی ایمنی عبور کند، می‌تواند به تیر تازه‌ای در ترکش درمان‌های هدفمند سرطان تبدیل شود: دقتی شبیه جراحی با اتکا به شیمی، نه تیغ جراحی یا سمیت گسترده در سراسر بدن.
.avif)
نظر بگذارید
نظرات
هنوز نظری ثبت نشده. اولین نفر باشید.