درمان سرطان به کمک نانو لوله های کربنی

نانولوله های کربنی یا CNT ها, سازه های استوانه ای با ورق های گرافیت با قطر نانومتری و طول چند میکرومتری هستند آنها را می توان با توجه به تعداد لایه های متحدالمرکز از ورق های گرافیت به نانولوله های کربنی تک دیواره SWNTs و نانولوله های کربنی چند دیواره MWNTs دسته بندی کرد

نانولوله‌های کربنی یا CNT‌ها، سازه‌های استوانه‌ای با ورق‌های گرافیت با قطر نانومتری و طول چند میکرومتری هستند. آنها را می‌توان با توجه به تعداد لایه‌های متحدالمرکز از ورق‌های گرافیت به نانولوله‌های کربنی تک‌دیواره (SWNTs) و نانولوله‌های کربنی چند دیواره (MWNTs) دسته‌بندی کرد.

نانولوله های کربنی به طور گسترده به عنوان ناقل ژن یا دارو مورد مطالعه قرار گرفته اند. برای کاربردهای زیست پزشکی و به منظور ارائه گروه های عاملی در استخراج DNA، RNAهای مداخله گر کوچک (siRNA)ها یا به منظور کاهش سمیت بالقوه نانولوله های کربنی، عامل دار کردن این نانولوله ها لازم است. به منظور تعامل الکترواستاتیک با siRNA ها یا برای استخراج DNA، نانولوله های کربنی اغلب با مولکول های کاتیونی یا پلیمرها عامل دار می شوند.

گزارش شده است نانولوله های کربنی با گروه های آمین اصلاح شده، قادر به ارائه DNA به رده سلولی سرطان دهانه رحم هستند. برای سرکوب رشد تومور در برخی مطالعات حیوانی از SWNTs استفاده شده است. برخی مطالعات نیز نشان می دهند زمانی که در سرطان ریه برای تحویل siRNA از نانولوله های کربنی عامل دار شده با آمین ها استفاده می کنیم، حجم تومور کم می شود. پلی اتیلن ایمین (PEI)، یک پلیمر سنتز شده به صورت خطی یا شاخه ای با وزن مولکولی مختلف است که در مطالعات متعددی برای ارائه چگالی بالا از کاتیون ها روی سطح نانولوله های کربنی مورد استفاده قرار می گیرد. مطالعات نشان دادند استفاده از نانولوله های چند دیواره که به پلی اتیلن پیوند خورده اند، نفوذ DNA را به سلول های ریه انسان بهبود می بخشد.

نانولوله های کربنی چند دیواره کوتاه با طول۲۰۰ نانومتر وقتی با پلی اتیلن ایمین شاخه دار اصلاح می شوند siRNAs را با اثربخشی بیشتری از یک حامل لیپیدی انتقال می دهند. همچنین تحویل موفقیت آمیز از siRNA به سلول های سرطانی پروستات به کمک نانولوله های کربنی تک دیواره عامل دار شده با پلی اتیلن ایمین گزارش شده است. البته به نظر می رسد سمیت بالای پلی اتیلن ایمین ممکن است مشکلاتی ایجاد کند، اما برخی مطالعات گزارش کرده اند عامل دار کردن نانولوله های کربنی با PEI نه تنها سازگاری آنها را افزایش می دهد، بلکه باعث کاهش سمیت PEI می شود.

یکی از مسائلی که کاربرد نانولوله ها را در سیستم های بیولوژیک محدود می کند، عدم انحلال آنها در آب است، جالب این که نانولوله های کربنی عامل دار شده با پلی اتیلن ایمین در آب قابل حل هستند و به اتصال با siRNA ها تمایل دارند.

برخی بررسی ها نشان داده اند نانولوله های تک دیواره و چند دیواره که با اتصال آمینی به PEI متصل هستند، باعث مرگ سلول های سرطانی دهانه رحم می شوند و توانایی اتصال به siRNA را دارند تا آنها را به سلول های سرطانی دهانه رحم تحویل دهند. بررسی ها نشان داده است نانولوله های کربنی نه تنها می توانند siRNA و DNA را منتقل کنند، بلکه انواع تک دیواره آنها می توانند داروها، پپتیدها و پروتئین ها را نیز انتقال دهند.

در مطالعات مختلف، نانولوله های کربنی تک دیواره، به عنوان وسایل نقلیه ای که می توانند داروها را در شرایط آزمایشگاهی منتقل کنند، بررسی شده اند. نانولوله های تک دیواره، ماکرومولکول های پلی آروماتیکی هستند که سطح خارجی وسیعی دارند و این شرایط باعث می شود داروهای شیمی درمانی بتوانند روی نانولوله ها قرار بگیرند. هدف قرار دادن سلول های سرطانی با نانو لوله های تک دیواره ای که با پپتیدها یا آنتی بادی ها عامل دار شده بودند، تاثیر بسیاری داشت، اما موضوع مهم دیگری که در درمان سرطان وجود دارد، آن است که داروهای ضدسرطان که به سایت های تومور وارد می شوند اثر بخشی بالایی داشته باشند در حالی که عوارض جانبی داروها برای اندام های نرمال حداقل باشد.

در مطالعه ای نشان داده شده است زمانی که نانولوله های تک دیواره با داروی ضدسرطان پاکلی تاکسل عامل دار می شوند، می توانند مدت زمان طولانی در گردش خون باقی بمانند و این موضوع باعث جذب بالای دارو توسط تومور می شود و سرعت رشد تومور حتی در دوز دارویی کم کاهش می یابد، اما جذب دارو در اندام نرمال نسبت به تومور کمتر بوده است؛ بنابراین استفاده از این دارو با این روش، اثربخشی درمانی بالاتر و عوارض کمتری دارد.

به نظر می رسد استفاده از نانولوله های کربنی به عنوان حامل های داروهای شیمی درمانی و اثربخشی بالای آنها برای درمان سرطان در آینده بسیار امیدوارکننده است.

دکتر مهدیه انتظاری

استادیار شیمی آلی دانشگاه آزاد اسلامی