نانوذرات مغناطیسی و لیزری

نانوذرات مغناطیسی و لیزری، راهکاری نوین برای درمان دقیق و کمعیب سرطان, درمانهای سنتی سرطان نظیر شیمیدرمانی، پرتودرمانی و جراحی، اگرچه رایجاند اما اغلب با عوارض جانبی جدی به دلیل آسیب به سلولهای سالم روبرو میشوند. در سالهای اخیر، تمرکز محققان بر روی توسعه روشهای درمانی هدفمند افزایش یافته که قادرند تنها سلولهای سرطانی را نابود کنند و بافتهای سالم را بگذارند.

شکوه علمی جدید در مؤسسه پیشرفته علوم و فناوری ژاپن ایجیرو میاکو و تیم تحقیقاتی او در مؤسسه پیشرفته علوم و فناوری ژاپن (JAIST) پیشگامانه در طراحی نانوذرات هوشمند برای مقصدگیری تومورها فعالیت میکنند. پیش از این این گروه باکتریهای تحریککننده سیستم ایمنی را برای حمله به سلولهای سرطانی توسعه داده بودند.

در مطالعهای که نتایج آن در سوم مارس ۲۰۲۵ در مجله منتشر شده است، آنها نانوذراتی را معرفی کردهاند که از طریق میدان مغناطیسی به سمت تومور هدایت شده و با تشعشع لیزر، تومور را از بین میبرند. مکانیسم درمان فوتوترمال و نقش نانوهورنهای کربنی این روش بر پایه درمان فوتوترمال استوار است؛ بدین معنا که نانوذرات نور لیزر نزدیک به مادون قرمز (NIR) را جذب کرده و به گرما تبدیل میکنند تا سلولهای سرطانی تخریب شوند.

تیم تحقیقاتی از نانوهورنهای کربنی زیستسازگار به عنوان عوامل فوتوترمال بهره برده است. این نانوساختارهای کروی مبتنی بر گرافن پیشتر در انتقال دارو و تصویربرداری زیستی کاربرد داشتهاند، اما چالش اصلی، تجمع ناکافی آنها در بافت توموری بوده است. اصلاح نانوذرات با مایع یونی مغناطیسی و پوشش PEG برای رفع این مانع، محققان نانوهورنهای کربنی را با مایع یونی مغناطیسی ۱-بوتیل-۳-متیلایمیدازولیوم تتراکلروفریت (۴) اصلاح کردند.

این ماده علاوه بر خاصیت ضدسرطانی، مغناطیسیت را به نانوذرات بخشیده تا با استفاده از آهنربای خارجی، آنها را به سمت تومور هدایت کنند. با توجه به نامحلولیت در آب و خاصیت آبگریزی مایع یونی، پژوهشگران پوشش پلیاتیلن گلیکول (PEG) اضافه کردند تا حلالیت و توزیع زیستی بهبود یابد. همچنین، رنگ فلورسنت ایندوسیانین گرین (ICG) برای ردیابی لحظهای نانوذرات در بدن الحاق شد.

عملکرد برتر در تستهای آزمایشگاهی و حیوانی نانوذرات طراحیشده با اندازه ۱۲۰ نانومتر، بازده تبدیل فوتوترمال ۶۳ درصدی دارند که از بسیاری از عوامل متداول برتر است. در تستهای، این نانوذرات تحت تشعشع لیزر ۸۰۸ نانومتری با توان ۰.۷ وات به مدت ۵ دقیقه، توانستید سلولهای کارسینوم کولون (۲۶) موش را به طور موثری از بین ببرند.

در تستهای، تزریق نانوذرات به موشهای مبتلا و هدایت مغناطیسی آنها، دما تومور را به ۵۶ درجه سانتیگراد رساند که برای نابودی کامل تومور کافی است. نتایج درمانی امیدوارکننده و عدم بازگشتی تومور موشهایی که شش جلسه درمان ترکیبی مغناطیسی-لیزری دریافت کردند، تومورهای آنها به طور کامل از بین رفت و تا ۲۰ روز پس از درمان هیچ بازگشتی مشاهده نشد.

در گروه شاهد که تنها نانوذرات بدون هدایت مغناطیسی دریافت کرده بودند، تومورها پس از توقف لیزر مجدداً رشد یافتند که نشاندهنده اهمیت حیاتی تجمع هدفمند نانوذرات است. رویکرد سهگانه گرما، اثر ضدسرطانی و هدایت مغناطیسی قدرت این روش در ترکیب سه مکانیسم همزمان نهفته است تخریب حرارتی سلولهای سرطانی، اثر درمانی ذاتی مایع یونی مغناطیسی و هدایت دقیق با میدان مغناطیسی خارجی.

این استراتژی چندوجهی، مزیت قابل توجهی نسبت به درمانهای تکمکانیسمی سنتی دارد. پروفسور میاکو تأکید میکند که این نانوپلتفرم ساده اما موثر، پتانسیل بالایی برای کاربردهای بالینی در تشخیص و درمان سرطان دارد، هرچند که برای بالینی شدن، تستهای ایمنی گستردهتر و توسعه سیستمهای لیزری آندوسکوپی برای تومورهای عمقی ضروری است.