این روزها، سرطان یکی از دلایل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان است. واژه «سرطان» از کلمه یونانی «کارکینوس» به معنای تومور گرفته شده است. این وضعیت در دوران باستان سرطان نامیده می‌شد چرا تصور بر آن بود که یک سرطان پیشرفته شبیه به یک خرچنگ است و پنجه به بافت‌های اطراف می‌رساند. ازاین‌رو، تنظیم و مدیریت آسیب سلولی در حفظ یکپارچگی بافت‌ها اهمیت بالایی دارد و از این فرایندها در مجموع، به مکانیسم‌های سرکوب تومور یاد می‌شود. با افزایش شیوع سرطان به دلیل تغییر عوامل محیطی و سبک زندگی، نیاز روزافزونی به توسعه استراتژی‌های درمانی متنوع برای مبارزه با آن وجود دارد.
تولید نانوربات‌ها و نانومواد مشتق‌شده از اجزای مولکولی به دلیل ماهیت میان‌رشته ای این حوزه، بسیار چالش‌برانگیز است. روش‌های پردازش مختلف برای ادغام مواد کاربردی مختلف در نانوربات‌ها ضروری هستند. این روش‌ها شامل ساخت ساختارهای کوچک و لایه‌ای با کارکردهای خاص است که از طریق روش‌های فیزیکی یا شیمیایی به دست می‌آیند. توسعه نانوربات های عملکردی برای استفاده در موجودات زنده، نیازمند بررسی دقیق عواملی است که می‌توانند بر اثربخشی آنها تأثیر بگذارند مانند تجزیه توسط آنزیم‌های داخلی، تغییرات PH و دیگر اثرات خارجی. نانوربات‌ها با دستکاری دقیق مولکول‌ها در مقیاس نانو ساخته می‌شوند و بر نیاز به کنترل دقیق و دقت در تولید آنها تأکید می‌شود.
دستکاری هورمونی برخی سرطان‌ها
در میان روش‌های درمانی موجود برای سرطان، شیمیدرمانی یک روش شناخته شده به شمار می‌رود. باوجوداین، روش‌های ترکیبی مانند جراحی و مداخلات شیمیدرمانی هم در درمان این بیماری به کار می‌رود. به تازگی، درمان هورمونی که شامل دستکاری هورمون‌ها برای درمان سرطان‌های حساس به هورمون است، به طور مؤثری مورد استفاده قرار گرفته است. در این درمان، داروهای مسدودکننده استروژن برای درمان سرطان پستان تجویز می‌شوند. در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم میلادی، محققان برخی روش‌های ایمنی‌شناسی را به عنوان یک درمان بالقوه برای سرطان کشف کردند و پایه‌های درمان‌های مبتنی بر اینترفرون را بنا نهادند. باوجوداین، مشکل درمان‌های فعلی سرطان مانند شیمیدرمانی و پرتودرمانی این است که عوارض جانبی قابل‌توجهی برای بیمار دارند که دلیل آن، واکنش معکوس این درمان‌ها روی سلول‌های سالم و آزادسازی انفجاری است. بنابراین، لازم است یک ساختار سازمان‌یافته ایجاد شود که بتواند آزادسازی پایدار داروها، غلبه بر متابولیسم گذر اول و عوارض جانبی داروها را امکان‌پذیر کند.
ربات‌ها و حامل‌های نانویی نقطه روشنی در دل ناامیدی
در سال‌های اخیر، آزادسازی پایدار دارو از طریق نانوساختارها به دست آمده است که می‌تواند دارورسانی را در محل موردنظر با کاهش عوارض جانبی و پاسخ دارویی قوی انجام دهد. باوجوداین، سلول‌های سرطانی یک مکانیسم دفاعی را از طریق فشار بیش از حد پمپ‌های افلوکس، ظرفیت خودترمیمی، اهداف تغییریافته یا افزایش متابولیسم دارو را ایجاد می‌کنند. این امر ممکن است بر فرایند درمان تأثیر گذاشته و نیاز به نانوکریستال‌های تخصصی را برای سلول‌ها یا بافت‌های هدف طراحی شده‌اند، برجسته کند. آنها معمولا در کاربردهای پزشکی برای بهبود کارایی دارورسانی با کنترل سرعت آزادسازی و هدف قراردادن مکان‌های خاص در بدن برای غلبه بر تمام مکانیسم‌های دفاعی آن به کار می‌رود. با در نظر گرفتن این موضوع، در زمان‌های اخیر، نانوربات‌ها و نانوحامل‌ها، ربات‌های کوچک و مستقل یا نیمه مستقلی هستند که برای انجام کارهای خاص در مقیاس نانو طراحی شده‌اند. این ربات‌ها قادرند برای انجام وظایفی مانند دارورسانی، نظارت بر محیط‌زیست یا جراحی برنامه‌ریزی یا کنترل شوند. این اصطلاح اغلب در زمینه کاربردهای پزشکی یا زیست‌شناسی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به دلیل خواص منحصربه فرد خود به عنوان ابزارهای امیدوارکننده‌ای برای ارائه درمان‌های سرطان مطرح شده‌اند. این ساختارهای کوچک قادرند عوامل درمانی مانند پپتیدها، اسیدهای نوکلئیک یا داروهای شیمیدرمانی را منتقل کنند. برخلاف روش‌های مرسوم نانوپزشکی برای درمان سرطان که اغلب عواملی چون پروفایل ژنومی بیمار، دگردیسی جنسی، پیری بیولوژیکی، ناهمگنی ژنومی درون توموری را نادیده می‌گیرند و نانوکریستال‌ها و نانوربات‌ها، پیشرفت‌ها را به سمت آنکولوژی دقیق پیش می‌برند.
تومورها هدف اصلی
فناوری نانو، حوزه‌های مختلف شیمی، فیزیک، علوم مواد و زیست‌شناسی را به منظور دستیابی به تخصص‌های لازم برای توسعه فناوری‌های جدید با یکدیگر ادغام کرده است. نانوربات‌ها قادرند محیط‌های زیستی را ردیابی کرده، به طور فعال سلول‌های سرطانی را هدف قرار دهند و عملکردهای درمانی دقیقی چون دارورسانی، تصویربرداری و تخلیه تومور را انجام دهند. در مقابل، نانوکریستال‌ها، سیستم‌های نانومقیاس غیرفعال یا پاسخگو هستند که برای کپسوله کردن و انتقال عوامل درمانی به محل تومورها، بهبود فرایند زیستی دارو و به حداقل رساندن سمیت سیستمیک طراحی شده‌اند. این روش در زمینه‌های مختلفی چون پزشکی، آرایشی و تحقیقات زیست محیطی و تغذیه‌ای کاربرد دارد. اشکال مختلف نانوساختارها مانند نانوفیبرها، نانوکامپوزیت‌ها، نانوذرات و نانولوله‌ها به طور مؤثر بیماری‌های مختلف را تشخیص داده و درمان می‌کنند.
این نانوساختارها همچنین به عنوان مولکول‌های حامل یا عوامل انتقال‌دهنده برای واکسن‌ها، داروها، ژن‌ها، پروتئین‌ها و آنزیم‌ها به کار می‌روند. خواص کوانتومی خاص این ساختارها نیز آنها را قادر می‌سازد تا در صنعت کشاورزی- غذایی به کار گرفته شوند. نانوربات‌ها شکل پیشرفته تر نانوربات‌ها، درواقع، ربات‌های میکروسکوپی هستند که می‌توانند وظایف پیچیده را در یک سیستم مانند بدن انسان انجام دهند. آنها عموما با قابلیت‌های سنجش، محاسبه و اقدام طراحی می‌شوند. آنها اغلب به سازه‌های رباتیک بسیار تخصصی با سیستم‌های کنترلی خاص اشاره می‌کنند که عمدتا برای محافظت یا درمان در برابر پاتوژن‌های انسانی استفاده می‌شوند. آنها برای انجام کارهای خاص طراحی شده‌اند.
انتقال دارو با سازگاری زیستی نانوکریستال‌ها
نانوحامل‌ها، نانوذرات کلوئیدی هستند که یک عامل درمانی یا سایر مواد را به منطقه هدف منتقل می‌کنند. اندازه این نانوحامل‌ها بین یک تا ۱۰۰ نانومتر قطر دارد. در مقابل، نانوکریستال‌ها در کاربرد درمانی باید کم‌تر از ۲۰۰ نانومتر باشند زیرا میکرومویرگ‌های بدن ۲۰۰ نانومتری هستند. این نانوکریستال‌ها به دلیل غیرفعال بودن، سازگاری زیستی خوبی را فراهم می‌کنند و به طورکلی، به عنوان یک محیط ایمن در نظر گرفته می‌شوند. این نانوکریستال‌ها یک دوره گردش طولانی مدت با آزادسازی پایدار داروها برای غلبه بر مکانیسم اندوزوم- لیزوزوم خواهند داشت. تغییر ویژگی‌های فیزیکی شیمیایی این نانوحامل‌ها مانند سطح، ترکیب و شکل، می‌تواند فعالیت آنها را با کاهش اثرات ثانویه کاهش دهد. بنابراین، این تأثیرات زیادی در زمینه دارورسانی ایجاد می‌کند. اگرچه طیف گسترده‌ای از نانوکریستال‌ها توسعه یافته‌اند اما تنها تعداد کمی از آنها توانایی قابل‌توجهی در انتقال دارو به محل موردنظر دارند. از برخی ویژگی‌های منحصر به فرد نانوکریستال‌ها می‌توان به توزیع زیستی و فارماکوکینتیک افزایش یافته، افزایش پایداری، افزایش حلالیت و کاهش سمیت پایدار و تحویل هوفمند دارو اشاره کرد.
مطلب در شماره ۱۳۱ مجله پرسیاوشان مجود است.
