دانشمندان ژاپنی سلول‌های سرطانی را وادار کردند داروی سمی علیه خودشان بسازند

پژوهشگران ژاپنی در مؤسسه تحقیقات RIKEN روش آزمایشی تازه‌ای برای مقابله با سرطان توسعه داده‌اند که در آن از مونوکسید کربن تولیدشده درون سلول‌های سرطانی برای ساخت ترکیبات ضدسرطان استفاده می‌شود. این روش به‌جای رساندن مستقیم داروهای سمی به سراسر بدن، واکنش شیمیایی لازم برای تولید دارو را درون خود سلول‌های سرطانی فعال می‌کند.

به گزارش هاژه، این پژوهش به سرپرستی کاتسونوری تاناکا در مؤسسه RIKEN انجام شده و نتایج آن در ژورنال Nature Communications  منتشر شده است. آزمایش‌های اولیه روی سلول‌های کشت‌شده نشان داده‌اند که این فناوری می‌تواند ترکیبات سمی را به‌طور انتخابی در سلول‌های سرطانی بسازد و از تولید آن‌ها در سلول‌های سالم جلوگیری کند.

 چگونه سلول سرطانی به کارخانه تولید سم تبدیل می‌شود؟

ایده اصلی این پژوهش، استفاده از ترکیباتی است که به‌تنهایی نسبتاً بی‌خطرند، اما پس از ورود به سلول سرطانی و واکنش با مواد موجود در آن، به داروهای درمانی تبدیل می‌شوند. مونوکسید کربن یکی از موادی است که می‌تواند چنین نقشی داشته باشد. این گاز که معمولاً به‌عنوان ماده‌ای سمی شناخته می‌شود، به‌طور طبیعی در بسیاری از انواع سلول‌های سرطانی نیز تولید می‌شود و برخی تومورها مقادیر بیشتری از آن را تولید می‌کنند.

در روش پیشنهادی، یک کاتالیزور فلزی به نام پالاداسیکل (Palladacycle) وارد سلول می‌شود. این ترکیب حاوی فلز پالادیوم است و در واکنش با مونوکسید کربن، مولکولی آلی به نام فننتریدینون (Phenanthridinone) تولید می‌کند. برخی مشتقات این مولکول برای سلول‌ها سمی‌اند و پیش‌تر نیز در ساخت داروهای ضدسرطان به کار رفته‌اند.

 دو مانع فنی و راه‌حل‌های آن

مانع اول: غیرفعال شدن کاتالیزور. ورود مستقیم پالاداسیکل به سلول با یک مشکل روبه‌رو بود: موادی مانند گلوتاتیون به‌سرعت کاتالیزور پالادیوم را غیرفعال می‌کنند و مانع انجام واکنش موردنظر می‌شوند. محققان برای حل این مشکل، پالاداسیکل را درون آلبومین، پروتئینی که به‌طور طبیعی در خون وجود دارد، قرار دادند. آلبومین مانند پوششی محافظ از کاتالیزور در برابر مواد غیرفعال‌کننده محافظت می‌کند و به این ترتیب، ترکیب می‌تواند در جریان خون جابه‌جا شود و پس از ورود به سلول، کاتالیزور خود را فعال نگه دارد.

مانع دوم: فعال شدن زودهنگام در خون. یکی از نگرانی‌های ایمنی این روش آن بود که مونوکسید کربن موجود در خون، پیش از رسیدن ترکیب به سلول‌های سرطانی، واکنش را فعال کند و ماده سمی در جریان خون تولید شود و به سلول‌های خونی آسیب بزند. آزمایش‌های آزمایشگاهی نشان دادند که داروی سمی در خون تولید نمی‌شود. پژوهشگران احتمال می‌دهند دلیل این موضوع آن باشد که بخش عمده مونوکسید کربن موجود در خون به هموگلوبین، پروتئین مسئول انتقال اکسیژن، متصل است و در این حالت برای انجام واکنش شیمیایی موردنظر در دسترس نیست.

 نتایج آزمایش‌های اولیه

پژوهشگران این سامانه را در مراحل مختلف آزمایش کردند. ابتدا مجموعه‌ای از پالاداسیکل‌ها را بررسی کردند تا ترکیبی را بیابند که بیشترین مقدار فننتریدینون را تولید کند. سپس کمپلکس آلبومین-پالاداسیکل را به مدت ۴۸ ساعت با سلول‌های سرطانی کبد، دهانه رحم، پستان و ریه انسان و همچنین یک رده سلولی غیرسرطانی مجاور کردند. پس از ۴۸ ساعت، محصول موردنظر در رده‌های سرطانی شناسایی شد، اما در سلول‌های سالم نه. این نتیجه هم محافظت کاتالیزور از گلوتاتیون و هم موفقیت هدف‌گیری را نشان داد: واکنش فقط در سلول‌های سرطانی رخ داده بود.

 هنوز در ابتدای راه

با وجود نتایج امیدوارکننده، این فناوری هنوز در مراحل ابتدایی توسعه قرار دارد. تیم پژوهشی قصد دارد در مرحله بعد این روش را فراتر از سلول‌های کشت‌شده و در مدل‌های حیوانی آزمایش کند. بنابراین، ایمنی و اثربخشی آن در موجودات زنده هنوز مشخص نشده است. اگر آزمایش‌های بعدی موفقیت‌آمیز باشند، این روش می‌تواند زمینه‌ساز نوعی درمان سرطان شود که دارو را مستقیماً در محل تومور تولید می‌کند و آسیب به بافت‌های سالم را به حداقل می‌رساند.