نقش نانوتکنولوژي در درمان سرطان

نویسنده: دکتر سرور بهبهاني، دکتر محمد کريمي مريداني

امروزه ابتلا به سرطان يکي از موارد شايع مرگ ومير در جهان به شمار ميآيد. يکي از مهمترين موانع در مسير درمان سرطان، تشخيص ديرهنگام آن است که متاسفانه سبب ميشود تا فرصت کافي براي مقابله با سلول هاي سرطاني در اختيار کادر پزشکي قرار نگيرد و فرد مبتلا مدت اندکي پس از تشخيص، فوت کند. با پيشرفت روزافزون تکنولوژي پزشکي، بيماري سرطان در آينده نه چندان دور به طور کامل تشخيص و درمان خواهد شد. يکي از کاربردهاي مهم فناوري هوش مصنوعي استفاده از آن براي کاهش خطا در علم پزشکي و مهمتر از آن تشخيص بيماري براي درمان به موقع و مناسب است. تاکنون کاربردهاي متنوعي از هوش مصنوعي در رشته هاي مختلف به مرحله اجرا رسيده است. اين موضوع تنها به رشته هاي مرتبط با انفورماتيک و رباتيک محدود نميشود. از علوم ارتباطات تا پزشکي و علوم نظامي، هوا-فضا و خودرو، دانشمندان از هوش مصنوعي براي پيشرفت در کار خود استفاده ميکنند. مهمترين ويژگي اين فناوري در علم پزشکي استفاده و يادگيري از اطلاعات و داده هاي ذخيره شده قبلي و تحليل مقايسه اي است. در اين تحقيق با انواع سرطان ها، روش هاي جديد تشخيص و درمان سرطان و دلايل ايجاد سرطان آشنا خواهيد شد.

نقش نانوتکنولوژي در درمان سرطان
براساس اعلام موسسه ملي سرطان، پروستات، سينه، ريه و روده به ترتيب شايعترين مکانهاي ايجاد سرطان هستند. استفاده از روشهاي کنوني شيميدرماني و استفاده از اشعه در درمان سرطان داراي معضلاتي است. در اين گونه روشها سلول هاي سالم اطراف تومور نيز آسيب ميبينند از اين روي يک عملکرد تکنولوژيک نوآورانه براي حل اين مشکل با استفاده از نانوذرات به عنوان پروب هاي درونسلولي در حال تحقيق و بررسي است در سالهاي اخير استراتژي بکارگيري ذرات نانو به عنوان سيستم حامل براي اهداف ويژه و انتقال دارويي و عوامل فعال پيشرفت قابل توجهي کرده است. فناوري نانو چنان که از اسم آن بر ميآيد با اجسامي به ابعاد نانو سرو کار دارد نانوذرات در موارد مختلفي مانند رساندن دارو به سلول هاي تومور سرطاني، بيرون کشيدن عامل سرطاني از سلول حمله به سلول هاي سرطاني و بالابردن حساسيت سلول هاي سرطاني براي تصويربرداري و مشاهده دقيقتر آنها کاربرد دارند. نانو ذرات داراي پتانسيل خوبي براي پيشگيري تشخيص و درمان سرطان هستند. پيشرفت در اين زمينه ميتواند درآمدزايي و کاهش هزينه ها را به دنبال داشته باشد. لذا سياستگذاري صحيح در زمينه توسعه اين فناوري علي الخصوص در تشخيص و درمان سرطان بايد در اولويت قرار داده شود.

تشخيص زودهنگام انواع بيماري سرطان از روي ادرار
شرکت NanoMed Diagnostics درحال توسعه و تجاريسازي فناوري جديدي است که ميتواند تشخيص بيماري سرطان را در مراحل آغازين بيماري و با استفاده از يک نمونه ادرار ساده ممکن سازد. اين فناوري که مبتني بر تجزيه وتحليل اجزاي «DNA» با استفاده از نانوفناوري است، در ابتدا از سوي دانشمندان دانشگاه توئنته و مرکز پزشکي دانشگاه آمستردام هلند «VUmc» براي تشخيص بيماري سرطان روده بزرگ بکار گرفته شد که در ادامه براي تسريع فرآيند توسعه و تجاريسازي آن، شرکت نانومد نيز به تيم تحقيق اضافه شد. گفتني است، گروهي از سرمايه گذاران همراه با آژانس کارآفريني هلند، حمايت از اين طرح بلندپروازانه را بر عهده گرفته اند.
بنا بر گزارش وبسايت «CEmag»، تشخيص زودهنگام بيماري سرطان ميتواند تفاوت هاي چشمگيري در نتايج فرآيندهاي درماني و نيز مدت زمان و هزينه هاي مرتبط با آن داشته باشد. در عمل، افراد پس از مواجهه با درد ناشي از بيماري به مراکز پزشکي مراجعه کرده و تازه متوجه بيماري ميشوند که در بسياري از مواقع براي درمان به موقع دير شده است. رويکردهاي فعلي تشخيص زودهنگام سرطان، معمولاً به يک نوع خاص از اين بيماري محدود ميشود به همين دليل محققين و دانشمندان در حال تحقيق بر روي اين مسئله هستند که آيا ميتوان يک آزمايش غير مضر براي تشخيص انواع مختلف سرطان تعريف کرد. براي مثال، دانشمندان آمريکايي اخيراً نوعي آزمايش خون توسعه دادهاند که ميتواند انواع سرطان را تا حدي تشخيص دهد.
تمرکز اصلي در فناوري جديد، بر اين مسئله است که از آزمايش ادرار ميتوان براي تحليل دقيق «DNA» و گروه هاي متيل متصل به آن استفاده کرد که به نوعي نشاندهنده نوع سرطان و محل آن در بدن است. اين واقعيت که شما ميتوانيد سرطان مثانه را در يک نمونه ادرار تشخيص دهيد، ممکن است تا حدي طبيعي باشد؛ با اين حال، تشخيص انواع ديگر سرطان نيز امکانپذير است. نشانه هاي قوي وجود دارد که سرطان ريه نيز در مراحل اوليه آغاز بيماري در ادرار قابل شناسايي است. اجزاي «DNA» با استفاده از ساختارهاي نانويي استخراج شده و سپس از نانو ذرات براي شناسايي علائم سرطان در آنها استفاده ميشود. متخصصين نانو فناوري دانشگاه توئنته و همکاران آنها در «VUmc»، بر ارتباط اين حوزه از فناوري با علائم باليني و پزشکي متمرکز هستند. البته تحقيقات بيشتري براي تحليل اثرات باليني آزمايش ادرار بايد انجام شود. بر همين اساس، در مرحله اول طرح، به بررسي چهار نوع سرطان شامل سرطان مثانه، دهانه رحم، ريه و روده بزرگ پرداخته خواهد شد.

تشخيص و درمان سرطان به کمک اينترنت اشيا و هوش مصنوعي
تکنولوژي اينترنت اشيا (Internet of Things- IoT)  ميتواند به ساده کردن زندگي روزانه کمک کند. در اين راستا صنعت بهداشت و درمان يکي از زمينه هايي است که IoT ميتواند روي آن تأثير مثبت بگذارد. از جمله خدماتي که اين تکنولوژي در زمينه بهداشت و درمان ارائه ميدهد، ميتوان به کاهش مدت زمان انتظار بيماران در اورژانس و رديابي اطلاعات و داده هاي مرتبط با آنها اشاره کرد. علاوه بر اين، تکنولوژي هوش مصنوعي ميتواند در زمينه هاي تحقيقاتي مانند درمان بيماري ها مفيد واقع شود. بدين ترتيب به نظر ميرسد در کنار هم قرار گرفتن اين دو تکنولوژي نيز به بهبود بيماري سرطان کمک کند.

ايجاد فرصت هاي تشخيص و درمان
هم زمان با ارتقا دستگاه ها و ماشين آلات، تکنولوژي هوش مصنوعي (Artificial intelligence -AI) مانند جراحان روباتيک به پزشکان در تشخيص و مداواي بيماري کمک ميکنند. اگرچه اينترنت اشيا و هوش مصنوعي هنوز در زمينه پزشکي با يکديگر همکاري نداشته اند. اما به طورکلي هر چه زودتر يک پزشک بتواند علائم بيماري را تشخيص دهد، زودتر ميتواند نسبت به درمان آن اقدام کند. تشخيص بيماري سرطان در مرحله اوليه مبهم و در بسياري از مواقع غيرممکن است، بنابراين قابل درک است که اين بيماري در مراحل اوليه تشخيص داده نشود. اما نکته جالب توجه اين است که براي موفقيت در تشخيص به موقع دو تکنولوژي AI و IoT بايد با يکديگر همکاري کنند. با همکاري يکديگر اين تکنولوژي ها قادرند نشانگرهاي خطرناک سرطان را تشخيص داده و بر آن تأثير بگذارند. چنين تلفيق پيشرفت هاي از فناوري به خصوص در درمان بيماريهاي نادر و بيماراني که اميدي به درمان ندارند، مفيد خواهد بود.
براي سرطان هايي مانند Mesothelioma، تشخيص علائم در اسرع وقت ضروري است. تشخيص Mesothelioma که طي چند دهه پس از استنشاق يا استفاده از الياف پنبه نسوز، در بدن رشد ميکند، اغلب دشوار است زيرا علائم اوليه ممکن است به عنوان سرفه يا ناراحتي در شکم يا قفسه سينه ظاهر شوند. با کمک AI و ارتباط اين علائم با داده هاي جمع آوري شده از بيمار ميتوان نسبت به درمان سريع بيماران اقدام کرد.
از طرفي، محققان MIT در حال توسعه راههاي يادگيري ماشين (Machine Learning-ML) هستند تا درمانهاي سرطاني کمتر سمي و درعينحال مؤثرتر باشند. همانطور که ميدانيم، درمانهاي شيمي درماني، عوارض جانبي خود را دارند که براي سلامت بيماران مضرند. ML ميتواند اين عوارض جانبي را کاهش دهد. در اين راستا موسسه ملي سرطان، Cancer Moonshot، براي تسريع در زمينه تحقيقات سرطان تا سال2020، جمعي از محققان، پزشکان و شرکتهاي دارويي را گرد هم آورده و امکانات مالي و ساير خدمات را براي همکاري اين افراد در زمينه اينترنت اشيا و هوش مصنوعي فراهم کرده است.
در اختيار قرار دادن منابع مورد نياز براي توسعه مراقبت هاي سرطان به متخصصان در قرن 21 مهم است. تکنولوژيهاي AI و IoT ميتوانند درمان سرطان را با همکاري هم بهبود بخشند. پيشرفتهاي اميدوارکنندهاي در همه زمينه هاي تحقيق سرطان از تشخيص تا مراقبت وجود دارد که تنها با مشارکت AI و IoT ميتوان به اين روند صعودي اميدوار بود. درحاليکه هوش مصنوعي و اينترنت اشيا ممکن است به طور جداگانه توسعه يافته باشند، نيروي مشترک آنها به بيماران و متخصصان پزشکي بيش از آنچه تصور ميشد، قدرت ميدهد. AI اجازه ميدهد تا پزشکان ابزارهاي بيشتري را براي تصميمگيري هاي دقيق بر اساس داده ها فراهم کنند. IoT نيز تکنولوژي لازم براي اتصال دستگاه ها و داده ها مانند سيستم هاي بهينه سازي دارو و مکانيسم هاي تشخيص زودهنگام را فراهم ميکند. اما به نظر ميرسد همچنان به تحقيقات بيشتري در مورد برنامه هاي بالقوه و موارد استفاده نياز است.

روش هاي تشخيصي با استفاده از نقاط کوانتومي
نقاط کوانتومي، نانوبلورهايي از جنس مواد نيمه هادي هستند که اگر با يک منبع نور مانند ليزر تحريک شوند، ميدرخشند يا نور فلوئورسنت از خود ساطع ميکنند. اين نقاط ميتوانند به صورت شيميايي با آنتيبادي هاي سطوح يا بخشهاي داخلي سلول هاي سرطاني پيوند برقرار کنند تا تشخيص و رديابي سلول هاي سرطاني آسان شود. نقاط کوانتومي مورد استفاده براي تزريق بايد زيست سازگار باشند يعني سمي نباشند تا بتوان آنها را وارد بدن کرد. از مزاياي نقاط کوانتومي اين است که تحريک آنها آسان است، حساسيت بالايي دارند، به دليل داشتن طيف نشر باريک، ميتوانند نور ساطع شده از نانوذرات متفاوت را به صورت همزمان و با حداقل مقدار همپوشاني رديابي کنند.

روش هاي تصويرسازي تشديد مغناطيسي
تصويربرداري تشديد مغناطيسي يک روش غيرتخريبي موفق براي تشخيص تومورهاي سرطاني است. امآرآي از برخي جهات نسبت به ابزار ديگر در فيزيک پزشکي برتري و از بعضي جهات ديگر نيز ضعف دارد.
يکي از بزرگترين مشکلات امآرآي عدم وضوح تصاوير است. استفاده از نانوذرات در تهيه و بهبود وضوح کيفيت تصاوير تأثير قابل توجهي دارد. از جمله نانوذرات مورد استفاده در اين حوزه ميتوان نانواکسيدهاي آهن ابرمغناطيس را نام برد که تشخيص سرطان با استفاده از امآرآي را به شدت افزايش ميدهد. به تازگي بازار چنين نانوذراتي در اروپا و امريکا مورد توجه واقع شده است.

نانوزيست حسگرهاي تشخيص سرطان در شرايط آزمايشگاهي
در اين روش، لازم است که از فرد بيمار نمونه برداري شود. نمونه ها ميتوانند شامل خون، ادرار، بافت بدن، بازدم و… باشد. نانوحسگرها و نانوزيست حسگرها به دليل کارآيي بالا باعث تغييرات اساسي در چگونگي تشخيص سرطان ميشوند. در آزمايشگاه هاي تشخيص سرطان، با بهبود الکترودها و تجهيزات با کمک فناوري نانو، زمان پاسخ دهي کوتاه شده و خطاي تشخيص به حداقل ميرسد. همچنين نانوزيست حسگرها اين امکان را ميدهند که حسگرهايي کوچک و قابل حمل توليد شوند. در نتيجه، بدون نياز به مراجعه به آزمايشگاه، تشخيص بيماري در مطب پزشک نيز امکانپذير خواهد بود.

تشخيص سرطان با تجزيه و تحليل بوي دهان
يکي از موارد استفاده از فناوري هوش مصنوعي تجزيه و تحليل ترکيبات شيميايي بوي دهان است. نفس انسان داراي ترکيبت شيميايي است که با حس بويايي نميتوان آن را تشخيص داد. اما دانشمند بريتانيايي يک فناوري مبتني بر هوش مصنوعي را توسعه داده اند که قادر به تجزيه وتحليل دقيق بوي دهان است.
اين فناوري از طريق سنسورهاي مختلف بوي دهان بيمار را دريافت کرده و پس از بررسي ترکيبهاي شيميايي آن، يک نمودار سه بعدي ارائه ميکند. براي مثال ميتوان از طريق اين تکنولوژي ابتلاي بيمار به سرطان را با تشخيص مولکولهاي تنفسي تشخيص دهد. بوي بد دهان هميشه ناشي از مسواک نزدن و رسيدگي نکردن به آن نيست. بعضي از بيماري ها را ميتوانيد با بد بو شدن دهانتان تشخيص دهيد.

 بوي بد دهان
علت بوي بد دهان به طور کلي ميتواند ناشي از وجود 9 نوع بيماري در داخل بدن باشد ولي متاسفانه اکثر افراد آن را به عفونت دهان و گلو نسبت ميدهند و به علت اصلي آن توجهي نميکنند. بنا بر تحقيقي که در ماه آوريل 2015 در مجله Gum به چاپ رسيده با استفاده از بوي دهان ميتوان حتي سرطان معده را نيز در مراحل اوليه شناسايي کرد.

علت بوي بد دهان و سرطان معده
از آنجايي که آندوسکوپي يک روش تهاجمي است، در ايالات متحده اين روش به عنوان يک روش روتين براي تشخيص سرطان معده تلقي نميشود اما با گسترش تکنولوژي تست نفس، تحول بزرگي در تشخيص سرطان معده به وجود خواهد آورد. محققان در يک بررسي، نفس 484 نفر را مورد آزمايش قرار دادند. پيش از بررسي نفس، از اين افراد خواسته شد که به مدت 12 ساعت غذايي نخورند و حداقل 3 ساعت پيش از آزمايش، از سيگار کشيدن خودداري کنند. 99 نفر از اين شرکت کنندگان قبلاً مبتلا به سرطان معده بودند اما درمان اين بيماري را هنوز شروع نکرده بودند. پس از آن محققان توانستند مراحل اوليه سرطان معده را با استفاده از تست تنفس تشخيص دهند.

 سرطان ريه
به طور معمول آسيب شناسان از طريق بافتبرداري و اسکنهاي فراصوتي سرطان ريه را تشخيص ميدهند اما بر اساس تحقيقي که در سال 2013 انجام شده است استفاده از آزمايشهاي تنفس، هم ارزانتر و هم بدون درد است. محققان دانشگاه لاتويا با استفاده از بيني الکترونيکي، نفس 475 نفر را مورد بررسي قرار دادند. اين شرکت کننده ها شامل 252 بيمار مبتلا به سرطان ريه، 223 بيمار مبتلا به مشکلات ريوي مختلف و افراد سالم (265 سيگاري و 210 غيرسيگاري) بودند.  نتايج اين تحقيق نشان داد 128 نفر از غيرسيگاري ها مبتلا به سرطان ريه هستند. علاوه بر اين 5 نفر ديگر از غيرسيگاري ها نيز مبتلا به سرطان ريه هستند اما در حقيقت اين تشخيص اشتباه بود.
بررسي يافته ها در ميان افراد سيگاري نشان دادند 114 نفر از آنها مبتلا به سرطان ريه هستند. اين بيني الکترونيکي تنها در تشخيص بيماري 5 نفر از اين سيگاري ها دچار اشتباه شده بود.

سکته قلبي
بر اساس تحقيقي که در ماه مارس 2013 در مجله کالج آمريکايي کارديولوژي به چاپ رسيده است، محققان توانستند با يک آزمايش نفس ساده، بيماراني را شناسايي کنند که از سکته قلبي رنج ميبرند.
محققان کلينيک کليولند نمونه هاي نفس 41 بيمار را جمع آوري کردند. 25 نفر از اين بيماران دچار سکته قلبي شده بودند و 16 نفر از آنها از ديگر مشکلات قلبي رنج ميبردند و هيچ نشاني از سکته قبلي در آنها نبود. اين محققان با استفاده از طيفسنجي تودهاي تنفس، اين افراد را مورد بررسي قرار دادند تا نشانه هاي مولکولي و شيميايي سکته قلبي را بيابند. ظرف دو ساعت، آزمايش تنفس به درستي بيماران مبتلا به سکته قلبي را از بيماران مبتلا به ديگر مشکلات قلبي تميز داد.

 ديابت
اگر ديابت خود را کنترل نکنيد، بيشتر در معرض ابتلا به بيماري لثه و دهان خشک خواهيد بود. هنگامي که سطح قند خون ثبات خوبي نداشته باشد، بدن تضعيف شده و قادر به مبارزه با باکتري هايي که موجب عفونتهاي لثه ميشوند نخواهد بود. همين عفونتها موجب بوي بد دهان نيز ميشوند.
اما بوي ميوه يا بويي شبيه به استون در دهان ميتواند نشان دهنده يکي از عوارض خطرناک ديابت يعني کتواسيدوز ديابتي (Diabetic ketoacidosis) باشد. وقتي که بدن انسولين کافي ندارد، در عوض از اسيدهاي چرب براي توليد انرژي استفاده ميکند. اين کار باعث توليد کتون هاي اسيدي در بدن ميشود که از محصولات جانبي متابوليسم چربي است. اين اسيدها که شامل استون، هيدروکسيبوتيرات و استواستات است ميتوانند در خون جمع و منجر به کماي ديابتي يا مرگ شوند.

 نارسايي کليه
بويي مشابه بوي ماهي در دهان همواره به دليل خوردن غذاهاي دريايي نيست بلکه دهاني که بوي ماهي، بويي شبيه به ادرار يا بوي چيزي شبيه به آمونياک ميدهد نشان دهنده نارسايي کليه است. وظيفه کليه ها اين است که با توليد ادرار، مواد شيميايي سمي را از بدن بزدايند. در نارسايي کليه که معروف به بيماري کليوي مرحله نهايي نيز هست، کليه ها آنقدر آسيب ميبينند که قادر به تصفيه خون از مواد سمي و فضولات نيستند. زماني که چنين اتفاقي مي افتد، مواد سمي خطرناک و فضولات از خون تخليه نشده و درون بدن جمع ميشوند و تقريباً تمام بخشهاي بدن را تحت تأثير قرار ميدهند. استشمام بوي ماهي از دهان نيز نشانگر نارسايي کليه است که مشکلات تنفسي را موجب ميشود.

 قطع تنفس در خواب
بوي بد دهان که پس از خواب شبانه رخ ميدهد امري طبيعي است زيرا در طول خواب، توليد بزاق کاهش مييابد و در نتيجه براي باکتري هاي توليدکننده بو فرصتي ايجاد ميشود تا تکثير شوند و رشد کنند. اما توليد کمِ بزاق در طول شب گاهي اوقات ميتواند به اين دليل باشد که دهان خود را براي مدت طولاني باز نگه داشته ايد. افرادي که دچار اختلالات خواب مانند قطع تنفس در خواب و خُرخُرکردن هستند، براي تنفس از بيني خود دچار مشکل ميشوند و در نتيجه از دهان تنفس ميکنند. اين اين کار باعث توليد بوي بد در دهان ميشود.

 نارسايي کبدي
نفس بدبو ميتواند نشانهاي از عملکرد ضعيف کبد باشد، زيرا اين اندام مسئوليت تجزيه چربي در بدن و استخراج مواد مضر از خون را بر عهده دارد. هنگامي که بدن قادر به سوخت و ساز چربي نيست و ناخالصي ها در خون افزايش مييابند، اين شرايط ميتواند باکتري هاي موجود در دهان را افزايش دهد، که بوي نامطبوعي را توليد ميکنند. فتور هپاتيکوس، يک رايحه کپکي و از نشانه هاي مرحله نهايي نارسايي کبدي است.

تشخيص سرطان سينه با يک قرص خوراکي
امروزه يک از روش هاي رايج تصويربرداري براي تشخيص سرطان سينه استفاده از ماموگرافي است ولي اين روش مشکلات مخصوص به خود را هم دارد. به طور مثال نميتواند تفاوت زيادي بين توده هاي خوشخيم و بدخيم بگذارد و بسياري از افرادي که به خاطر يک توده پستاني که در ماموگرافي ديده شده جراحي شده اند بعداً مشخص شده توده خارج شده بيضرر بوده است. هم اکنون محققين دانشگاه ميشيگان روش بهتري يافته اند. آنها قرصي حاوي نوعي رنگ فلوئورسنت را ابداع کرده اند که با خوردن آن تومورهاي سرطاني زير نور مادون قرمز ميدرخشند. ماده شيميايي موجود در اين قرص تنها به پروتئين هايي که در سطح سلولهاي بدخيم وجود دارند متصل ميشود و در نتيجه رنگ فلوئورسنت آن هم به سلولهاي بدخيم سرطاني متصل ميشود. پس از آن با تاباندن يک نور مادون قرمز به سينه ميتوان مشاهده کرد که آيا چيزي در حال درخشيدن است يا خير. اگر چيزي بدرخشد تومور سرطاني است. محققان تاکنون از اين روش در آزمايش هاي حيواني بر روي موشها استفاده کرده و نشان داده اند که از ماموگرام دقيقتر و کم خطرتر است. نتايج تحقيق بر روي اين روش جديد در مجله MolecularPharmaceutics  منتشر شده است.

درمان سرطان با ترکاندن بادکنک هاي کوچک
داروهاي شيمي درماني از ديرباز در درمان و کنترل سرطان مورد استفاده بودهاند ولي متاسفانه اين داروها فقط سلول هاي سرطاني را از بين نميبرند بلکه به سلول هاي سالم بدن هم آسيبهاي زيادي وارد ميکنند و علت آن نيز مشابهت فراوان سلول هاي سالم و سرطاني است. براي اينکه اين داروها بر سلول هاي سالم بدن کمتر اثر کنند تاکنون روش هاي متعددي پيشنهاد شده است. محققان مرکز بيوفوتونيک در معيار نانو Center for Nanoscale BioPhotonics به تازگي روش جديدي را به همين منظور ارائه کرده اند که در نوع خود بيسابقه است. آنها دارويي شيمي درماني به نام دوکسوروبيسين را درون بادکنک هاي بسيار ريزي (Nano-bubbles) که ليپوزوم (Liposomes) ناميده ميشوند قرار ميدهند. اين بادکنک ها درواقع حباب هايي از جنس چربي هستند. اين حباب ها به بدن فرد مبتلا تزريق ميشوند و در همه بدن او پخش ميشوند اما داروي درون آن تنها در جايي که سلول هاي سرطاني قرار گرفته اند آزاد ميشوند. اين آزادشدن با تابش اشعه ايکس به محل تومور سرطاني صورت ميگيرد. سپس با تابش اشعه ايکس به تومور، بادکنک هاي ريز ميترکند و مواد شيمي درماني خود را آزاد ميکنند. به اين ترتيب با تحميل کمترين آسيب به سلول هاي سالم ميتوان داروهاي شيمي درماني را تنها براي از بين بردن سلولهاي سرطاني استفاده کرد. اين روش تاکنون در فاز حيواني بر روي موش ها نتايج درخشاني داشته و محققان به زودي آزمايشات انساني را نيز شروع ميکنند. نتيجه اين مطالعه در مجله  Nature Communications  منتشر شده است.

دستگاه تشخيص سرطان و سکته قلبي
محققان دانشگاه گلاسکو به تازگي دستگاه کوچکي را ابداع کردهاند که ميتواند مولکول هاي شيميايي خاصي را دنبال کند. بسياري از بيماري ها در موقع فعاليت خود موجب ميشوند بدن مولکول هاي شيميايي خاصي توليد کند و وقتي اين مواد در بدن پيدا شوند ميتوانند نشاندهنده وجود همان بيماري باشند. به اين مولکولهاي شيميايي بيومارکر Biomarkers ميگويند. در قلب اين دستگاه يک نيمه هادي از جنس اکسيد فلزي CMOS وجود دارد که ميتوان آن را طوري طراحي کرد تا وقتي در مجاورت بيومارکرها قرار ميگيرند واکنش نشان دهند. حالا محققان انواعي از اين نيمه هادي ها را ساخته اند که ميتوانند بيومارکرهاي توليد شده در سکته قلبي و سرطان پروستات را تشخيص دهند. ميتوان هر مايعي از بدن مانند سرم يا ادرار را که ممکن است حاوي بيومارکر باشد را با اين دستگاه موردآزمايش قرار داد و وجود بيومارکرها را جستجو کرد. محققان اعتقاد دارند با کمک اين وسيله ميتوان سکته قلبي يا سرطان را در چند دقيقه تشخيص داد. اين سنسور را ميتوان به تلفن همراه متصل کرد. اطلاعات حاصله در عرض چند دقيقه استخراج شده و به تلفن همراه منتقل ميشود. نتايج تحقيق بر روي اين روش در مجله Journal Biosensors and Bioelectronics منتشر شده است.

کشف سلول هاي سرطاني خون با يک سيم مغناطيسي
دانشمندان سال ها است که به دنبال يافتن راه هايي هستند تا به کمک يک آزمايش خون ساده بتوانند وجود سرطان را در مراحل ابتدايي آن کشف کنند. يکي از اين راه هاي پيداکردن سلوله اي سرطاني در جريان خون است. با در نظرگرفتن اينکه تعداد اين سلول ها در خون بسيار اندک است پيداکردن آنها هم به سادگي امکان پذير نيست. اخيرا محققان دانشگاه استنفورد راه جديدي براي کشف سلول هاي سرطاني در خون فرد بيمار کشف کرده اند. در اين روش سلول هاي سرطاني که از بافت اوليه سرطاني آزاد و در جريان خون رها شده اند توسط يک سيم مغناطيسي که در مسير جريان خون وريدي قرار گرفته است جذب ميشوند.
محققان ابتدا نانوپارتيکل ها يا ذرات بسيار ريز مغناطيسي شده را به يک آنتي بادي خاص متصل ميکنند. اين آنتي بادي به نحوي طراحي و تهيه شده که تنها به سلولهاي سرطاني خاصي متصل ميشود. با تزريق اين نانوپارتيکل ها به خون، آنها به سلول هاي سرطاني متصل شده و موجب جذب آنها به سيم مغناطيسي ميشوند.
از اين روش با موفقيت در فاز حيواني استفاده شده و محققين اکنون در صدد استفاده از آن در انسان هستند. همچنين آنها قصد دارند از اين روش نه تنها براي تشخيص سرطان بلکه براي جمع آوري سلولهاي سرطاني سرگردان موجود در خون و فيلترکردن آنها استفاده کنند. نتايج مطالعه بر روي اين روش در مجله Nature Biomedical Engineering منتشر شده است.

درمان سرطان با سونوگرافي
محققان يک روش جديد درمان سرطان را با موفقيت در انسان آزمايش کردند. در اين روش داروي ضدسرطاني داکسوروبيسين در کپسول هاي بسيار ريزي از جنس چربي گذاشته شده و به بيمار تزريق ميشود. اين کپسول ها در همه بدن بيمار پخش ميشوند. ولي کپسول ها تنها در قسمتي از بدن که تحت تابش امواج فراصوتي قرار ميگيرند گرم شده و حرارت آنها به بالاي 5/39 درجه سانتيگراد ميرسد. اين افزايش دما موجب ترکيدن نانوکپسول ها شده و باعث ميشود تا داروي درون خود را آزاد کنند.
به اين ترتيب پزشک ميتواند دارو را تنها در محلي که مورد نياز است به بافت هدف که همان سلول هاي سرطاني هستند برساند. تاکنون از اين روش در ده بيمار مبتلا به سرطان کبد استفاده شده است. با کمک اين تکنيک پزشک ميتواند دوزهاي بالايي از داروهاي ضدسرطان را به محل تومور برساند بدون اينکه دارو عوارض جانبي خود را در ديگر نقاط بدن نشان دهد. نياز به تمام اين ترفندها از آنجاست که به علت شباهت بسيار زياد سلول هاي سرطاني به سلول هاي سالم بدن هر مادهاي که بتواند به سلول هاي سرطاني آسيب برساند ميتواند به درجات کمتري (با اين حال قابل ملاحظه) به سلول هاي سالم بدن هم صدمه بزند. بنابراين هدف اين است که داروي سمي ضدسرطان تنها در نزديکي سلول هاي سرطاني فعال شود. نتايج اين روش درماني در مجله The Lancet منتشر شده است.

بيوپسي از خون براي تشخيص سرطان
بيوپسي يا نمونه برداري بافتي که به صورت سنتي انجام ميشود شامل به دست آوردن يک نمونه کوچک از بافتي است که مشکوک به سرطان است. اين نمونه گيري ميتواند به صورت باز و با کمک جراحي يا به صورت بسته و با يک سوزن باشد ولي در هرحال ابتدا نيازمند پيداکردن بافت مشکوک به سرطان است. با اين حال گاهي اوقات تومورهاي سرطاني مخفي هستند و محل آنها مشخص نيست. در اينگونه مواقع بيوپسي يا نمونه برداري هاي رايج، کمکي نميکنند اما سلولهاي سرطاني خاصيتي دارند که به ما در تشخيص آنها کمک ميکند. آنها اتصال سستي به بافت سرطاني دارند و به آساني از آن جدا شده و به درون جريان خون ميروند. از همين روست که سلولها ميتوانند به بافت هاي ديگر رفته، درآنجا نشسته، رشد کنند و تومورهاي متاستاتيک ايجاد کنند.

محققان ميتوانند با پيدا کردن اين سلول ها در جريان خون به وجود تومور پي ببرند. اين روش را بيوپسي مايع  Liquid biopsy مينامند و هم اکنون بسياري از محققان در حال مطالعه بر روي آن براي کشف بهتر انواع سرطان ها هستند. حالا محققان دانشگاه هاي دوک و ام آي تي نيز در روشي که جزئيات آن در مجله Small منتشر شده است براي جداکردن اين سلول هاي سرگردان از جريان خون از امواج صوتي استفاده کردهاند. آنها معتقدند سلول هاي سرطاني در جريان خون معمولاً بزرگتر و سفتتر از ديگر سلول هايي هستند که به طور طبيعي درون خون وجود دارند و با ارسال امواج فراصوت ميتوان سلول هاي درون خون را برحسب اندازه و سفتي آنها جدا کرد.

منابع
[1] https://ganj-old.irandoc.ac.ir
[2] http://nobka.ir
[3] https://article.tebyan.net
[4] https://www.smtnews.ir
[5] https://www.ilna.ir
[6] https://www.iranorthoped.com
[7] http://nanomatch.ir