داروی ضد سرطان تقویت شده برپایه ساختارهای آلی فلزی در تومورهای بدون اکسیژن

---

تاریخ انتشار روی سایت: 24 اسفند ماه 1402

تاریخ انتشار بر روی ژورنال: 8 تیر ماه 1397

نویسندگان: Ming Liu, Lei Wang, Xiaohua Zheng, Shi Liu, and Zhigang Xie

DOI: 10.1021/acsami.8b07570

نگارشگر خلاصه نامه: سید امیرحسین میرصدری

سرطان یکی از بیماری های شایع این روزهای بشر و حیوانات است. بسیاری از درمانهای گرید بالای آن بر پایه شیمی دارویی و رادیوتراپی میباشد. در این بین رادیوتراپی از این منظر که میتواند اثر سوء کمتری برجای بگذارد مورد توجه قرار گرفته است. در این بین اگر سرطان بسیار پیشرفت کند و به یک تومور بسیار سفت و سخت مرده ای تبدیل شود، عملا به درمان رادیوتراپی و حتی شیمی درمانی پاسخ نمیدهد و باید این تومور را با جراحی از بین برد. بنابراین برای درمان موفق، نیاز به سلول های زنده و یا با بافت های دارای اکسیژن وجود دارد. سلول زمانی اکسیژن را از دست میدهد که سلول شروع به تکثیر بی رویه کرده و تبدیل به یک بافت به هم چسبیده بدون ارتباط میشود که نمیتواند تبادل اکسیژن و مواد دفعی با لنف و رگ خونی داشته باشد، به عبارتی تکثیر سلول و بزرگ شدن بافت باعث دور افتادن سلول های مرکزی از رگ خونی و به تبع آن بدون اکسیژن میشوند. بنابراین تبدیل به یک سلول مرده میشود که با گذر زمان، تعداد این سلول ها افزایش پیدا میکند در حالی که به دارو و رادیوتراپی مقاوم است. از این منظر که رادیوتراپی و شیمی درمانی بسیار وابسته به وجود اکسیژن در بافت برای واکنش است، برای سلول مرده بدون اکسیژن چه کاری میتوان انجام داد؟ در پاسخ باید گفت که باید به آن سلول با روش دارو رسانی هدف دار، اکسیژن تزریق کرد تا رادیوتراپی بتواند بهتر پاسخ بگیرد. اکسیژن به دو روش میتواند باعث کمک به تخریب سلول سرطانی کند: ابتدا اینکه میتواند به عنوان اکسیژن خالص نقش اکسیدان را ایفا کند، یا در دومین مسیر نیز تابش نور با فرکانس مشخص میتواند باعث ایجاد اکسیژن های رادیکالی و یا هیدروکسیل های تک الکترونی کند که این رادیکالها میتواند باعث تخریب بسیاری از ساختارها از جمله رشته دی ان ای ها شود.

طی پژوهش در این مقاله دانشمندان به ساختار MOF (Metal-organic-framework)ی رسیدند که میتواند مقدار قابل توجهی داروی حساس به نور ضد سرطان Tripazamine (TPZ) که دارای اکسیژن کافی است را در داخل این فریم ورک قرار دهند. این ساختار آلی- فلزی که شامل فلز زیرکونیوم و مولکول لیگاندی پورفیرین بود، قابلیت بالقوه ای از خود در دارورسانی نشان داد. این دارورسان در بدن بسیار سریع تخریب شده و همچنین بسیار زیست تخریب پذیر میباشد و سمیت کمی از خود نشان میدهد. اما در این دارو رسانی، دارو باید بسیار آرام و بسیار مناسب در بافت و خون پخش شود، از اینرو برای اینکه این ویژگی را بدست آورد باید آن را بوسیله یک پلیمر زیست تخریب پذیر دیگری به نام poly isobutylene-alt-maleic anhydride (PIMA) پوشاند. این پوشانندگی، توانایی بالقوه ای از خود در دارورسانی و زمانبندی آزادسازی دارو در بدن موش آزمایشگاهی از خود نشان داد (دارو در مدت زمان زیادی در هنگامه آزادسازی نگه داشته میشود) و همچنین این پوشش تاثیری بر ساختار کریستالی فریم ورک نگذاشت. در حالی که بدون وجود این پوشش، دارو دارای نیمه عمر 65/2 ساعت میشود.

در این مقاله از سیستم in-vitro (آزمایشگاهی) در حالتی که اکسیژن 20% و 2% اکسیژن اشباع انجام شد و همچنین نتایج خوبی برای سیستم ساختار آلی-فلزی با پوشش پلیمری شد. در حالت in-vivo (داخل سلولی و بالینی) این آزمایشات بر روی 40 موش آزمایشگاهی با 8 مسیر ممکن مبتنی بر وجود یا نبود چند پارامتر مشخص: دارو، نور، ساختار آلی فلزی به تنهایی و ... طراحی و آزمایش شد که در این حالت نیز داروی آلی فلزی با پوشش پلیمری TPZ/HF-TCPP/PEG نتایج بسیار خوبی از خود به نمایش گذاشت. مرگ سلول و نکروزیس و آپوپتوسیس توسط کیت تشخیصی اَنِکسین مورد شناسایی قرار گرفته شد و نتایج نه چندان خوبی برای داروی ضد سرطان TPZ و در بود و نبود نور به تنهایی برای هر کدام شناسایی شد. هرچند این آپوپتوسیس در ساختار آلی فلزی زیرکونیوم/تتراکیس4کربوکسی فنیل پورفیرین (HF-TCPP) به همراه داروی ضد سرطان تریپازآمین (TPZ) که در داخلش با نسبت مشخصی قرار گرفته بود، بهترین نتیجه را بدست آورد (افزایش غلظت داروی ضد سرطان در داخل این ساختار نتیجه معکوس میدهد بنابراین غلظت آن باید با نسبت مشخصی تنظیم شود!). در این آزمایشات از دستگاه وری های پراش پرتو ایکس، دستگاه تابش ماورا بنفش، دستگاه تبدیل فوریه مادون سرخ، کیت تشخیص بیوشیمایی مرگ سلول، میکروسکوپ الکترونی پایشی و عبوری، فلورسانس، لومینسانس و DLS استفاده شده است.