فهرست مطالب
نانودارو (nano medicine) چیست؟
نانوداروها، داروهایی هستند که به‌صورت نانوذرات یا نانوساختارها تهیه و تولید می‌شوند. این ذرات به دلیل اندازه کوچک خود که در حدود 1 تا 100 نانومتر است و خواص سطحی خاصی که دارند، توانایی تاثیرگذاری بیشتری در بدن دارند.
این داروها با استفاده از تکنیک‌های نانوتکنولوژی فرموله شده و شامل دستکاری و کنترل مواد در مقیاس نانو است. داروهای نانو به گونه‌ای طراحی شده‌اند که از خواص و رفتارهای منحصر به فردی که مواد در چنین مقیاس‌های کوچکی از خود نشان می‌دهند، بهره ببرند.
داروهای نانو می‌توانند در بهبود جذب، توزیع، تراکم و همچنین زمان آزادسازی داروها به کار گرفته شوند. این فناوری همچنین در بهبود اثربخشی داروها و کاهش عوارض جانبی می‌تواند موثر باشد.
انواع نانودارو
انواع مختلفی از نانوداروها با استفاده از تکنیک‌های نانوتکنولوژی توسعه یافته‌اند؛ این نانوداروها را می‌توان براساس ترکیب، ساختار و کاربردهای موردنظر دسته‌بندی کرد.
لیپوزوم‌ها (Liposomes)
لیپوزوم‌ها، وزیکول‌های کروی هستند که از دو لایه لیپیدی تشکیل شده‌اند. آن‌ها می‌توانند داروهای آبدوست (محلول در آب) و آبگریز (محلول در چربی) را در لایه‌های لیپیدی خود نگه‌داری کنند. لیپوزوم‌ها را می‌توان برای دارورسانی هدفمند و رهاسازی کنترل‌شده داروها استفاده کرد.
نانوذرات پلیمری (Polymeric Nanoparticles)
این نوع از داروهای نانو، نانوذراتی هستند که از پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر ساخته شده‌اند. آن‌ها می‌توانند داروها را محصور کنند و از آن‌ها در برابر تخریب محافظت کنند. نانوذرات پلیمری همه کاره هستند و می‌توانند برای استراتژی‌های مختلف دارورسانی طراحی شوند.
میسل‌ها (Micelles)
میسل‌ها ساختارهای خودآرایی هستند که توسط مولکول‌های آمفیفیلیک تشکیل شده‌اند. آن‌ها می‌توانند داروهای آبگریز را در مرکز خود حل کنند درحالی‌که یک سطح بیرونی آب دوست دارند. میسل‌ها برای بهبود حلالیت و تحویل دارو استفاده می‌شوند.
نانوکریستال‌ها (Nanocrystals)
نانوکریستال‌ها ذرات کریستالی در مقیاس نانو هستند. آن‌ها می‌توانند حلالیت داروهای ضعیف محلول در آب را افزایش دهند و منجربه بهبود فراهمی زیستی و اثربخشی درمانی شوند.
دندریمرها (Dendrimers)
دندریمرها درشت مولکول‌های بسیار شاخه‌دار و درخت مانند هستند. آن‌ها می‌توانند به‌عنوان حامل دارو یا خود عوامل درمانی استفاده شوند.
نانولوله‌های کربنی (Carbon Nanotubes)
نانولوله‌های کربنی، ساختارهای لوله‌ای هستند که از اتم‌های کربن ساخته شده‌اند. آن‌ها را می‌توان برای حمل دارو و سایر مولکول‌ها استفاده کرد و کاربردهای بالقوه‌ای در تحویل دارو و تصویربرداری دارند.
نانوژل‌ها (Nanogels)
نانوژل‌ها شبکه‌های سه بعدی پلیمرهای شبکه‌ای هستند که می‌توانند آب یا سایر حلال‌ها را جذب کنند. آن‌ها می‌توانند داروها را کپسوله کنند و به محرک‌های محیطی پاسخ دهند و اجازه آزادسازی کنترل‌شده دارو را بدهند.
نانوذرات برای تصویربرداری (Nanoparticles for Imaging)
برخی از نانوذرات نه تنها برای دارورسانی بلکه برای تصویربرداری تشخیصی نیز طراحی شده‌اند. این نانوذرات می‌توانند مواد کنتراست را برای تکنیک‌های تصویربرداری مانند MRI، CT و تصویربرداری نوری حمل کنند.
نانوذرات طلا (Gold Nanoparticles)
نانوذرات طلا خواص نوری و الکترونیکی منحصر به فردی دارند. آن‌ها را می‌توان برای تحویل دارو، تصویربرداری و حتی درمان فتوترمال مورد استفاده قرار داد (جایی که انرژی نور را به گرما تبدیل می‌کند تا سلول‌های سرطانی را هدف قرار داده و از بین ببرد).
نانولوله‌ها و نانوسیم‌ها (Nanotubes and Nanowires)
این ساختارها را می‌توان برای دارورسانی هدفمند و به‌عنوان حسگرهایی برای نظارت بر فرایندهای بیولوژیکی استفاده کرد.
این موراد تنها چند نمونه از انواع نانوداروهایی هستند که تا به امروز ساخته شده‌اند. نانوداروها پتانسیل بهبود انتقال دارو، افزایش اثربخشی درمانی و کاهش عوارض جانبی در کاربردهای مختلف پزشکی را دارند.
کاربرد نانوداروها
همانطور که اشاره شد، نانوداروها داروهایی هستند که با استفاده از فناوری نانو فرموله شده‌اند و به دلیل خواص و قابلیت‌های منحصر به فردشان کاربردهای گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف پزشکی دارند. در ادامه به چند مورد از کاربردهای این نانوداروها اشاره می‌کنیم:
درمان سرطان
یکی از برجسته‌ترین کاربردهای نانوداروها در درمان سرطان است. نانوذرات را می‌توان برای هدف قرار دادن سلول‌های تومور به‌طور خاص مهندسی کرد و داروهای شیمی درمانی را مستقیماً به محل سرطان رساند و در عین حال آسیب به بافت‌های سالم را به حداقل رساند. این رویکرد هدفمند می‌تواند اثر درمانی را افزایش داده و عوارض جانبی را به مراتب کاهش دهد.
افزایش تحویل دارو
نانوداروها می‌توانند تحویل داروهای مختلف را بهبود بخشند از جمله داروهایی که حلالیت، پایداری یا فراهمی زیستی کم دارند. نانوذرات می‌توانند داروها را محصور کنند و از آن‌ها در برابر تخریب محافظت کنند و انتقال آن‌ها را به بافت‌ها یا سلول‌های خاص بهبود بخشند.
مدیریت بیماری‌های عفونی
نانوداروها را می‌توان برای تحویل هدفمند عوامل ضد میکروبی برای درمان عفونت‌ها طراحی کرد. آن‌ها همچنین می‌توانند تحویل واکسن‌ها را افزایش دهند و پاسخ‌های ایمنی را بهبود بخشند.
اختلالات عصبی
نانوداروها می‌توانند به‌طور بالقوه از سد خونی مغزی عبور کنند و داروها را برای درمان اختلالات عصبی مانند بیماری آلزایمر و تومورهای مغزی به مغز ارسال کنند.
بیماری‌های قلبی عروقی
از نانوداروها می‌توان برای بهبود انتقال داروهایی که بیماری‌های قلبی عروقی را هدف قرار می‌دهند از جمله درمان آترواسکلروز و ترومبوز استفاده کرد.
ژن درمانی
از نانوذرات می‌توان به‌عنوان حامل برای ژن درمانی استفاده کرد و ژن‌های درمانی را به سلول‌ها و بافت‌های خاص برای درمان اختلالات ژنتیکی تحویل داد.
مدیریت درد
از نانوداروها می‌توان برای رساندن داروهای تسکین‌دهنده به‌طور مستقیم به مناطق آسیب‌دیده استفاده کرد و تسکین هدفمندی را ارائه کرد.
تصویربرداری
نانوذرات می‌توانند مواد کنتراست را برای تصویربرداری پزشکی حمل کنند و دید بافت‌ها یا ساختارهای خاص را در تکنیک‌هایی مانندMRI ،CT و تصویربرداری نوری افزایش دهند.
ترمیم زخم
نانوداروها را می‌توان برای رساندن فاکتورهای رشد و سایر عوامل درمانی برای تسریع بهبود زخم و بازسازی بافت استفاده کرد.
تشخیص و نظارت
از نانوذرات می‌توان به‌عنوان حسگر برای شناسایی مولکول‌ها یا نشانگرهای زیستی خاص در بدن استفاده کرد که به تشخیص و پایش زود هنگام بیماری کمک می‌کند.
پزشکی شخصی
نانوداروها می‌توانند شخصی‌سازی درمان‌ها را براساس ویژگی‌های فردی بیمار انجام دهند که منجربه ایجاد درمان‌های مؤثرتر و مناسب‌تر می‌شود.
درمان ترکیبی
نانوتکنولوژی امکان ترکیب چندین دارو یا عوامل درمانی را در یک فرمول نانوداروی واحد فراهم می‌کند که به‌طور بالقوه نتایج درمانی را برای بیماری‌های پیچیده بهبود می‌بخشد.
پیوند عضو
نانوداروها را می‌توان برای تعدیل پاسخ ایمنی و کاهش رد در پیوند اعضا استفاده کرد.
این کاربردها تطبیق‌پذیری و تأثیر بالقوه نانوداروها در پزشکی مدرن را گوش زد می‌کند؛ با این حال باید به این نکته توجه کرد که توسعه، آزمایش و تایید نانوداروها شامل تحقیقات کامل و فرایندهای نظارتی برای اطمینان از ایمنی و اثربخشی آن‌ها در شرایط بالینی است.
ویژگی و مزایای نانوداروها
نانوداروها چندین ویژگی و مزیت منحصر به فرد دارند که می‌تواند اثربخشی درمانی، ایمنی و کاربرد آن‌ها را به میزان قابل‌توجهی افزایش دهد.
- تحویل هدفمند دارو
نانوداروها را می‌توان طوری مهندسی کرد که به‌طور خاص سلول‌ها، بافت‌ها یا اندام‌های خاصی را در بدن هدف قرار دهند. این تحویل هدفمند، قرار گرفتن بافت‌های سالم در معرض دارو را به حداقل می‌رساند و منجربه کاهش عوارض جانبی و بهبود نتایج درمانی می‌شود.
- افزایش پایداری
بسیاری از داروها حلالیت یا پایداری کمی دارند و جذب و توزیع آن‌ها در بدن کارآمدتر می‌شود. فرمول‌های نانوداروها می‌توانند حلالیت داروهای کم محلول را افزایش داده و اثربخشی درمانی آن‌ها را افزایش دهند.
- انتشار کنترل‌شده
نانوداروها را می‌توان طوری طراحی کرد که دارو را به‌صورت کنترل‌شده در طول زمان آزاد کند. این انتشار پایدار می‌تواند منجربه اثرات درمانی ثابت‌تر، کاهش دفعات مصرف دوز و بهبود انطباق بیمار شود.
- افزایش جذب سلولی
نانوذرات به دلیل اندازه کوچک و خواص سطحی‌شان می‌توانند با سهولت بیشتری توسط سلول‌ها جذب شوند. این عمل می‌تواند منجربه بهبود جذب دارو توسط سلول‌ها و بافت‌های هدف شود.
- غلبه بر موانع بیولوژیکی
نانوداروها می‌توانند موانع بیولوژیکی را دور بزنند یا از آن‌ها عبور کنند که در غیر این صورت مانع از تحویل داروهای معمولی می‌شوند. به‌عنوان مثال نانوذرات می‌توانند از سد خونی مغزی عبور کنند و دارو را به مغز منتقل کنند.
- درمان ترکیبی
نانوتکنولوژی اجازه می‌دهد تا چندین دارو یا عوامل درمانی را در یک فرمول نانودارو ترکیب کنیم. این امکان درمان ترکیبی را فراهم می‌کند، جایی که داروهای مختلف می‌توانند به‌طور هم‌افزایی برای بهبود نتایج درمان با هم کار کنند.
- پزشکی شخصی
نانوداروها را می‌توان برای ارائه دوزهای دقیق براساس ویژگی‌های بیمار شخصی‌سازی کرد که امکان استفاده از استراتژی‌های درمانی شخصی‌سازی‌شده را فراهم می‌کند.
- کاهش سمیت
تحویل هدفمند دارو، قرار گرفتن دارو در معرض بافت‌های سالم را به حداقل می‌رساند که می‌تواند منجربه کاهش عوارض جانبی سمی شود که معمولاً با درمان‌های مرسوم مرتبط است.
- عملکرد دوگانه تشخیصی و درمانی
برخی از نانوذرات می‌توانند هم نقش تشخیصی و هم نقش درمانی داشته باشند. آن‌ها می‌توانند برای تصویربرداری برای تجسم مکان‌های بیماری و ارائه همزمان عوامل درمانی به آن مکان‌ها استفاده شوند.
- حداقل مقاومت دارویی
نانوداروها با تحویل مستقیم دارو به سلول‌های هدف می‌توانند احتمال ایجاد جهش‌های مقاوم به دارو را در جمعیت‌های سلولی کاهش دهند.
- راه‌های غیرتهاجمی تجویز دارو
نانوداروها را می‌توان برای راه‌های تجویز غیرتهاجمی مانند تحویل خوراکی، از طریق پوست یا استنشاقی طراحی کرد که باعث راحتی مصرف توسط بیمار می‌شود.
- پایداری بهبودیافته
فرمول‌های نانودارو می‌توانند داروها را از تخریب ناشی از عوامل محیطی مانند نور، گرما یا آنزیم‌ها محافظت کنند.
این ویژگی‌ها و مزایا در مجموع، نانوداروها را به یک رویکرد امیدوارکننده در پزشکی مدرن تبدیل می‌کند که پتانسیل آن را دارد انقلابی در تحویل دارو ایجاد کند و به‌طور قابل‌توجهی نتایج درمانی بیماران را بهبود بخشد.
کاربرد نانودارو در سرطان
نانوداروها به دلیل توانایی آن‌ها در مقابله با چندین چالش مرتبط با شیمی درمانی مرسوم و بهبود اثربخشی کلی درمان سرطان، نویدهای زیادی در زمینه درمان سرطان نشان داده‌اند.
نانوداروها را می‌توان به گونه‌ای طراحی کرد که به‌طور خاص سلول‌های سرطانی را هدف قرار دهد و در عین حال سلول‌های سالم را حفظ کند.
این امر با عملکردی کردن سطح نانوذرات با مولکول‌هایی که نشانگرهای سلول‌های سرطانی را شناسایی کرده و به آن‌ها متصل می‌شوند، به دست می‌آید.
در نتیجه تحویل هدفمند دارو در محل تومور و اثربخشی درمان افزایش می‌یابد و عوارض جانبی به حداقل می‌رسد.
نانوذرات می‌توانند از اثر EPR استفاده کنند (پدیده‌ای که رگ‌های خونی نشت‌کننده و کاهش تخلیه لنفاوی در تومورها، منجربه تجمع نانوذرات در محل تومور می‌شود). این مکانیسم هدف‌گیری غیرفعال امکان تحویل انتخابی دارو به تومورها را فراهم می‌کند.
بسیاری از داروهای ضد سرطان حلالیت ضعیفی دارند که این مسئله کارایی درمانی آن‌ها را محدود می‌کند. نانوداروها می‌توانند حلالیت و پایداری زیستی دارو را بهبود بخشند و منجربه تحویل مؤثرتر دارو و نتایج بهتر می‌شوند.
نانوذرات می‌توانند چندین دارو را در یک فرمول حمل کنند که امکان دستیابی به درمان ترکیبی را فراهم می‌کند، جایی که داروهای مختلف می‌توانند به‌طور همزمان برای هدف قرار دادن جنبه‌های مختلف سرطان، کاهش احتمال مقاومت دارویی و بهبود نتایج درمانی ارائه شوند.
نانوداروها همچنین می‌توانند داروها را به تدریج در طول زمان آزاد کنند که باعث می‌شود غلظت داروها در محل تومور همیشه پایدار باشد. این مسئله می‌تواند دفعات تجویز دارو را کاهش دهد و اثربخشی درمان را افزایش دهد.
نانوداروها می‌توانند با انتقال مستقیم داروها به سلول‌های سرطانی از طریق مکانیسم‌هایی که مسیرهای مقاومت را دور زده یا خنثی می‌کنند به غلبه بر مکانیسم‌های مقاومت دارویی کمک کنند.
برخی از نانوذرات می‌توانند به‌عنوان عوامل تصویربرداری عمل کنند و به پزشکان اجازه می‌دهند تومور را تجسم کرده و بر پاسخ‌های درمانی نظارت کنند که می‌تواند به تشخیص زود هنگام، تشخیص دقیق و ارزیابی درمان کمک کند.
نانوداروها را می‌توان با سایر روش‌های درمانی مانند پرتودرمانی یا ایمونوتراپی ترکیب کرد تا اثربخشی درمان را افزایش دهد.
درنهایت، نانوداروها را می‌توان برای ارائه ترکیبات دارویی خاص براساس ساختار ژنتیکی تومور و بیمار شخصی‌سازی کرد که منجربه ایجاد استراتژی‌های درمانی جدید می‌شود. فرمول‌های نانوداروها مانند لیپوزوم‌ها، نانوذرات پلیمری و نانوذرات لیپیدی به‌طور فعال برای انواع مختلف سرطان‌ها مورد بررسی و استفاده قرار می‌گیرند.
نویسنده: زهرا جهان بخش
تهیه‌شده در آکادمی بیوتکنولوژی ایران
