نانورسانگر‌های گرافنی، دارو را به قلب تومور می‌رسانند

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، سرطان همچنان یکی از مهم‌ترین علل مرگ‌ومیر در جهان است و با وجود پیشرفت‌ها در تشخیص و درمان، بار سنگین خود را بر سلامت جهانی حفظ کرده است. پژوهشگران اکنون در حال بررسی روش‌های نوآورانه‌ای مانند استفاده از مواد نانومهندسی‌شده (ENMs) هستند که امکان رسانش هدفمند دارو به سلول‌های سرطانی را فراهم می‌کنند. با این حال، رفتار درون‌تنی (in vivo) این نانوذرات حساس به pH – که پس از ورود به بدن با مایعات زیستی در تعامل مداوم‌اند – هنوز به‌خوبی شناخته نشده است.

برای پر کردن این شکاف دانشی، تیمی از پژوهشگران به سرپرستی پروفسور یوتا نیشینا از مؤسسه پژوهش علوم میان‌رشته‌ای دانشگاه اوکایاما، با همکاری یائوژوان زو، استادیار همین دانشگاه، و پروفسور آلبرتو بیانکو از مرکز ملی پژوهش‌های علمی فرانسه (CNRS) و دانشگاه استراسبورگ، مطالعه‌ای را انجام دادند تا بررسی کنند که نانوذرات حساس به pH چگونه ویژگی‌های خود را به تعاملات پویا با پروتئین‌ها و سلول‌ها در بدن تبدیل می‌کنند. یافته‌های این پژوهش در ۱ ژوئن ۲۰۲۵ به‌صورت آنلاین منتشر شد.

گرافن اکسید – یک نانوماده کربنی حاصل از گرافیت – به دلیل ویژگی‌های ساختاری و توانایی تجمع در بافت‌های توموری از طریق اثر «نفوذپذیری و نگهداشت تقویت‌شده» (EPR)، توجه زیادی را در فناوری نانو به خود جلب کرده است. اما یک مانع اساسی، پاک‌سازی سریع آن توسط سیستم ایمنی است که منجر به جذب ناکافی توسط سلول‌های سرطانی می‌شود.

برای رفع این مشکل، پژوهشگران یک ماده گرافنی «با بار الکتریکی قابل بازگشت» طراحی کردند. آنها با اتصال یک پلیمر شاخه‌دار غنی از آمین به نام پلی‌گلیسرول آمین‌دار (hPGNH₂) به صفحات گرافن اکسید و افزودن مولکول آدیمتیل‌مالئیک انیدرید (DMMA)، سطح ماده را حساس به pH کردند.

پروفسور نیشینا توضیح می‌دهد: «در pH خنثی جریان خون، سطح این ماده بار منفی دارد و از شناسایی توسط سیستم ایمنی می‌گریزد. اما وقتی وارد محیط کمی اسیدی تومور می‌شود، سطح آن بار مثبت پیدا می‌کند و به سلول‌های سرطانی متصل شده و وارد آنها می‌شود.»

تیم پژوهشی سه نسخه از این ماده گرافن اکسید–پلی‌گلیسرول–DMMA (یا GOPG-DMMA) را با تراکم‌های متفاوت گروه‌های آمین در hPGNH₂ ساخت: GOPGNH115، GOPGNH60 و GOPGNH30. میزان این گروه‌های آمین، بار مثبت نهایی و میزان اتصال ماده را تغییر می‌داد.

نتایج نشان داد که نسخه GOPGNH60-DMMA بهترین عملکرد را داشت؛ زیرا توازن بهینه‌ای بین ایمنی در خون و ایجاد بار مثبت در محیط اسیدی تومور برقرار می‌کرد. این ویژگی باعث شد ماده به‌طور مؤثرتری به سلول‌های تومور برسد و وارد آنها شود، در حالی که از اتصال به سلول‌های سالم و پروتئین‌های خونی جلوگیری می‌کرد. آزمایش‌های حیوانی روی موش‌ها نیز نشان داد که این نسخه منجر به تجمع بیشتر نانوذرات در محل تومور و کاهش عوارض جانبی می‌شود.

دکتر زو می‌گوید: «دیدیم که با تنظیم شیمی سطحی می‌توانیم رفتار نانومواد را درون بدن کنترل کنیم. این کنترل دقیق می‌تواند راه را برای ترانوستیک‌ها (ترکیب تشخیص و درمان سرطان) هموار کند.»

این مطالعه نقطه عطفی در رسانش هدفمند دارو به شمار می‌رود و می‌تواند به بهینه‌سازی نانومواد حساس به pH برای دقت بیشتر در درمان کمک کند. همچنین یافته‌ها می‌تواند برای هدف‌گیری داروها درون سلول، به‌ویژه در بخش‌های اسیدی مانند لیزوزوم‌ها یا اندوزوم‌ها، به‌کار رود و آسیب به بافت سالم را کاهش دهد.

این تحقیق بخشی از یک همکاری بین‌المللی رو به گسترش است. در سال ۲۰۲۵، دانشگاه اوکایاما و CNRS برنامه پژوهشی بین‌المللی IRP C3M را آغاز کردند که هدف آن توسعه نانومواد هوشمند بیشتر برای کاربردهای پزشکی است.

پروفسور نیشینا می‌گوید: «اکنون یک دستورالعمل روشن برای بهبود عملکرد نانوداروهای حساس به pH در اختیار داریم. این کشف ما را یک گام به آینده پزشکی شخصی‌سازی‌شده نزدیک‌تر می‌کند.»