دانشگاه آزاد اسلامي
واحد كرج
دانشكده علوم
گروه تحصيلات تكميلي
پايان نامه جهت اخذ درجه كارشناسي ارشد M.Sc” ”
شيمي معدني
عنوان:
بررسي برهمكنش كمپلكسهاي ضد سرطان دي فنيل تين دي كلرايد با استفاده از ذرات نانو با C.T DNA و دي متيل تين دي كلرايد با F.S DNA
استاد راهنما:
دكتر عليرضا گلچين
استاد مشاور : دكترحبيبه حداد دباغي
نگارش:
حسن زماني
زمستان 1391
تقديم به همسر فداكارم
لم يشكر مخلوق لم يشكر خالق
با سپاس از خداوند منان كه به من اين توفيق را عطا فرمود كه با وجود تمام مشكلات كه در اين راه وجود داشت اين دوره تحصيلي را به اتمام برسانم. در اينجا برخود واجب مي دانم كه از تمامي عزيزاني كه در اين راه مرا ياري فرمودند قدرداني وتشكر بنمايم چرا كه اگر لطف و مساعدت اين عزيزان نبود هيچگاه اين مهم به تحقق نمي رسيد.
از استاد ارجمند جناب آقاي دكتر گلچين كه به عنوان استاد راهنما در اين مدت زحمات اينجانب را تحمل فرمودند بسيار سپاسگذارم وآرزوي توفيق الهي براي ايشان دارم. همچنين از اساتيد ارجمندم سركارخانم دكتر كشميري و سركارخانم دكتر حداد بسيار ممنونم كه اين حقير را به عنوان شاگرد خود پذيرا شدند.از آقاي مهندس همتي بخاطر تهيه محلول نانو نقره تشكر مي نمايم. همينطور از سركار خانم طاهري و سركار خانم شفيعي كارشناسان آزمايشگاه تحقيقات شيمي سپاسگزارم كه تا حد امكان همكاري لازم را مبذول داشتند.
در پايان از پدر و مادر و همسر فداكارم كمال تشكر را دارم كه اگر دعاي خير و ياريهاي ايشان نبود هيچگاه امكان ادامه تحصيل براي اينجانب فراهم نمي شد، مخصوصا همسر م كه در اين راه همواره مشوق اصلي و يار و ياور اينجانب بوده و هست.
فهرست مطالب :
فصل اول : مقدمه 1
1-1- داروهاي مورد مطالعه در شيمي درماني 3
2-1 ويژگيهاي داروهاي درمان نئوپلاسم3
1-2-1- انواع داروهاي شيمي درماني نئوپلاسم 4
3-1- ساختمان DNA 12
1-3-1- DNA معمولاً به صورت مارپيچ مضاعف است 12
2-3-1- – توالي بازهاي دو زنجيره DNA مكمل يكديگر است 13
3-3-1- کار DNAدر سلول‌ها 14
4-3-1- حالتهاي DNA در شرايط متفاوت 20
4-1-همانندسازي DNA 26
5-1-متيلاسيون DNA 27
1-5-1-نقش متيلاسيون DNAدر وقوع بدخيمي‏هاي خوني 29
6-1-استخراج DNAاز باكتري هاي گرم منفي 30
7-1-تاثير حلالهاي مختلف بر روي برهمكنشهاي DNA 31
8-1-حلالپوشي نوكلئوزيدها در مخلوط حلالهاي آلي و ارتباط آن با جفت بازهاي DNA 34
9-1-برهمكنش تركيبات آلي قلع با DNA 36
10-1-برهمكنش يون هاي فلزي و اسيدهاي نوكلئيك 37
11-1-پيوند شدن ليگاند به ماكرومولكول 38
فصل دوم : مواد وروشها
1-2 -مواد شيميايي 41
2-2 -روش ها 41
3-2 -آزمايشات ويسكوزيته 43
فصل سوم : برهمكنش كمپلكس دي فنيل دي كلريد قلع با DNA
1-3 -سنجش پيوندي كمپلكس DNA-SnCl2(Ph)2 45
2-3 -آناليز جايگاه هاي پيوندي SnCl2(Ph)2 در بر هم كنش با DNA 53
3-3 -بررسي هاي ويسكوزيته 54
4-3 -تاثير نانو ذرات نقره بر پيوند ليگاند با DNA 56
فصل چهارم: برهمكنش كمپلكس دي متيل دي كلريد قلع با F.S DNA
1-4 -سنجش پيوندي كمپلكس F.S DNA -SnCl2(Me)2 58
2-4 -آناليز جايگاه هاي پيوندي SnCl2(Me)2 در بر هم كنش با DNA 64
3-4 -بررسي هاي ويسكوزيته 65
هدف از کار 67
پيشنهاد 68
فهرست منابع و مراجع 70
چكيده :
در اين مطالعه برهمكنش تركيب دي فنيل دي كلريد قلع با Calf thymus DNA با استفاده از نانوذرات نقره و تركيب دي متيل دي كلريد قلع با Fish sperm DNA در250C و 7= pH با استفاده از روشهاي مختلف شامل طيف سنجي هاي ماوراءبنفش -مرئي UV-Vis) ) ، و اندازه گيري ويسكوزيته مطالعه شده است .
بررسي جايگاههاي پيوندي ليگاند SnCl2(Ph)2 با استفاده از نمودارهاي اسكاچارد و هيل نشان مي دهد كه دي فنيل دي كلريد قلع با برهمكنش با جايگاههاي بيروني همانند گروههاي فسفات بر هم كنش دارد. بدون حضور نانو ذرات نقره اتصال ليگاند به DNA امكان پذير نمي باشد. در بررسي هاي انجام شده عليرغم نامحلول بودن ليگاند SnCl2(Ph)2 در حلال آب ، اتصال به DNA اتفاق مي افتد و در غلظتهاي بسيار پايين ليگاند تا حد بالايي اين برهمكنش راسبب مي شود.
همچنين براي ليگاند SnCl2(CH3)2 بررسي جايگاههاي پيوندي نشان مي دهد كه ليگاند دي متيل دي كلريد قلع ابتدا با جايگاههاي بيروني DNA همانند گروههاي فسفات برهمكنش دارد و درنهايت شروع به متصل شدن به گروههاي بازي مي كند.

فصل اول
مقدمه
مقدمه
تاريخچه
اصول علم شيمي درماني، عمدتا در طول سالهاي ???? – ???? برقرار گرديد. ولي فقط از اين موقع و بخصوص با ظهور سولفوناميدها و آنتي بيوتيکها بود که استفاده از مواد به عنوان محصولات مفيد طبي واقعيت يافت. تنها مواد شيمي درماني که قبل از زمان پل ارليش شناخته شده بود، از گنه گنه براي درمان مالاريا، اپيکا براي اسهال آميبي و جيوه براي درمان علائم سيفليس تجاوز نمي‌کرد. 30سال اول قرن بيستم، شاهد پيشرفت مواد شيمي درماني مفيدي بود که در بين آنها، ترکيبات آلي حاوي فلزات سنگين مانند آرسنيک، جيوه و آنتيموان، رنگها و تغييرات چندي در مولکول کينين Quinine) (بود. اين مواد، پيشرفتهاي فوق‌العاده مفيدي را نشان داد، ولي با اين حال زيانهايي در برداشت. ?? سال ديگر از قرن بيستم، شامل دوران بيشترين پيشرفت در زمينه شيمي درماني است.
براي اولين بار شيمي درماني بين‌المللي در سال ???? (ه.ش.) صورت گرفت. در آن زمان، تنها يک داروي ضد سرطان وجود داشت، اما امروزه هزاران داروي جديد و موثر کشف شده‌است
جراحي، اشعه درماني و شيمي درماني سه روش اصلي معالجه سرطان هستند. روش ناخوشايند جراحي ، در جلوگيري از انتشار سرطان ناموفق است. اشعه درماني و شيمي درماني در معالجه سرطانهايي كه از يك ناحيه به نواحي ديگر بدن گسترش مي يابند مانند سرطان خون مؤثرتر عمل مي كنند اما داراي عوارض جانبي هستند مثل ريزش مو كم خوني و تهوع.
مطالعات برهمكنش دارو-DNA بسيار گسترده شده است[1-2]. به اين دليل كه بسياري از داروهاي ضد سرطان ، تاثير خود را با برهمكنش با DNA سلول نشان مي دهند. اغلب اين داروها به عنوان عامل جلوگيري كننده از تهيه اسيد نوكلئيك ايفاي نقش كرده و در برهمكنش با DNA ، آن را از ساختار عادي خود خارج ساخته و باعث برهم خوردن فعاليت طبيعي DNA مي شوند.
يك گروه از داروهاي ضد سرطان سيس پلاتين ها هستند كه جزو كمپلكسهاي كوئورديناسيون معدني مي باشند[3-4].
عملكرد سيس پلاتين جلوگيري از نسخه برداري DNA است. اين تركيب با حمله به نيتروژن هفتم و اكسيژن ششم گوانين برهمكنش خود را انجام مي دهد[5-6]. سيس پلاتين يونهاي كلريد خود را در جريان خون بدليل غلظت بالاي يون كلريد حفظ مي كند، اما در درون سلول ، با توجه به غلظت پايين يون كلريد با يك واكنش هيدروليز ، تعادل برقرار مي شود. [7]
.
عوارض ناشي از شيمي درماني
تهوع، استفراغ، سرکوب مغز استخوان، اختلالات خوني، پوستي و متابوليک، عصبي و گوارشي و عفوني، ريزش مو، زخم و عفونت زبان و دهان، تغييرات و قطع عادت ماهانه در زنان، اختلال و کاهش اسپرم در مردان.
1-1 -داروهاي مورد مطالعه در شيمي درماني
هدف درمان يک بيماري عفوني بدون صدمه زدن به ميزبان، تا حدودي بوسيله آنتي بيوتيکي به نام پني‌سيلين به انجام رسيده‌است. به تدريج ترکيبات متعدد ديگري مانند سولفاناميدها و انواع آنتي بيوتيکها کشف شدند. مواد شيمي درماني مي‌توانند بر حسب بيماريها و عفونتهايي که در درمان آنها مصرف مي‌شوند يا بر اساس فرمول شيميايي و ترکيبات وابسته به هم رده‌بندي گردند.
2-1 -ويژگيهاي داروهاي درمان نئوپلاسم
الف-آنزيم هدف در سرطان دخيل باشد.
ب-داروهاي ضد سرطان براي سلولهاي سرطاني حساس به دارو بکار روند.
ج-دارو بايد به سلول بدخيم برسد.
د-بايد تنها در مرحله سيکل سلولي تجويز شود براي آنکه دارو موثر باشد.
ه-پيش از ايجاد مقاومت دارويي، سلول‌هاي سرطاني از بين برود. [8]
1-2-1- انواع داروهاي شيمي درماني نئوپلاسم
عمده داروهاي مورد استفاده در شيمي درماني مي‌تواند در دسته‌هاي زير قرار بگيرد:
-آنتي‌متابوليت‌ها مانند آنتي فولاتها (نظير متوتروکسات) و آنالوگهاي پورين و پيريميدين
-داروهاي هورموني ضد نئوپلاسم مانند تاموکسيفن و آنتي آندروژنها
-مهارکننده هاي رونويسي DNA مانند عوامل آلکيلان، نيتروژن موستارد و مهارکننده‌هاي توپوايزومراز (آنتراسيکلين ها)
-مهارکننده هاي ميتوز مانند وينکريستين
-مهارکننده هاي آنژيوژنز
-مهارکننده هاي تيروزين کيناز مانند Gefitinib
-پادتن‌هاي مونوکلونال مانند Rituximab
-مهارکننده هاي پروتئازوم مانند Bortezomib
اغلب اين داروها بر روي تقسيم سلولي اثر مي‌گذارد و يا مانع سنتز شدن DNA مي‌شوند. بعضي از داروهاي جديد به DNA وارد نمي‌شوند اين‌ها شامل پادتن‌هاي مونوکلونال و مهار کننده‌هاي جديد تيروزين کيناز مي‌شوند که مخصوصا سلول‌هاي غير طبيعي انواع خاصي از سرطان‌ها را مورد حمله قرار مي‌دهد. علاوه بر اين‌ها بعضي از داروها به منظور کنترل و تعديل رفتار سلول‌هاي توموري بدون حمله مستقيم به اين سلول‌ها به کار برده مي‌شود. داروهاي هورموني از اين نوع معالجه‌ها مي باشد.
يک سيستم طبقه بندي و کدبندي براي مواد شيمي درماني وجود دارد که اين مواد را به گروه‌هاي مختلفي تقسيم مي‌کند که به اختصار به آن مي‌پردازيم.
عامل‌هاي آلکالوئيد: عامل‌هاي آلکالوئيد (شبه قليايي) به اين خاطر اسم گذاري شده‌اند که توانايي اين را دارند که گروه قليايي اين داروها با تعداد زيادي از گروههاي الکترونگاتيو در محيط سلول جفت شوند و پيوند دهند.سيس پلاتين و کربو پلاتين واکسالي پلاتين همه از اين نوعند. ديگر داروها مکلورتامين، سيکلوفسفاميد و کلرامبوسيل هستند. اين عامل‌ها به وسيله تغيير شيميايي در DNA سلول عمل مي‌کنند.
آنتي متابوليت‌ها :اين داروها از تقسيم سلول با مهارساخت DNA جلوگيري مي کنند.
وينکا آلکالوئيد: وينکا آلکالوييد در محل‌هاي مخصوصي در توبولين‌ها محصور مي‌شوند واز جمع شدن توبولين‌ها در ميکرو تيوبها جلو گيري مي‌کنند. (يعني فاز M چرخه سلولي). اين داروها از پري وينکيل ماداگاسکار و کاتاراتس روسيس مشتق مي‌شوند. وينکا الکالويدها شامل وينکريستين و وين بلاستين و وينور لبين و ويندستاين هستند.
پودوفايلو توکسين: از ترکيبات مشتق شده گياهي است که براي توليد دو داروي سايتوستاتيک که “اتوپوسايد”و “تني پوسايد” هستند استفاده مي‌شود. اين‌ها از وارد شدن سلول به فاز? G (شروع ساخت مجدد DNA) و شبيه سازي DNA يعني فاز S جلو گيري مي‌کند. البته مکانيسم دقيق اين عمل‌ها هنوز به طور کامل شناسايي نشده‌ است.[9]
يکي از اولين داروهاي شناخته شده شيمي درماني (مخصوصاً براي سرطان ريه، تخمدان و سينه)، سيس پلاتين است؛ يک ترکيب حاوي پلاتين که DNA سلولهاي سرطاني را از بين ميبرد. با وجودي که سيس پلاتين ميتواند سلولهاي سرطاني را به خوبي از بين ببرد، اما آسيب زيادي نيز به کليه ها وارد ميکند که به دليل فيلتر کردن خون، مقدار زيادي از اين دارو را دريافت ميکنند.
گروهي از محققان بخش علوم و فناوري زيستي هاروارد-MIT روش جديدي براي بسته بندي سيس پلاتين در نانوذرات پيدا کردند که بزرگتر از آن هستند که بتوانند وارد کليه شوند. اين ترکيب جديد اثرات جانبي سيس پلاتين را حذف کرده و به پزشکان اين امکان را ميدهد که دُز بالاتري از دارو را تجويز کنند.اندازه تومور سرطاني در موش هايي که با اين ترکيب جديد تحت درمان قرار گرفتند، تا نصف اندازه تومور در موش هايي که با سيس پلاتين معمولي درمان شدند، کاهش يافته و اثرات جانبي اين درمان از بين رفت.تأثير بالاي سيس پلاتين از راحتي رهايش مولکولهاي پلاتين از آن نشأت ميگيرد. اين مولکول ها در عملکرد DNA اختلال ايجاد کرده و با جلوگيري از تقسيم سلولي، موجب خودکشي سلول ميشوند.محققين به جاي کاهش ميزان رهايش پلاتين از دارو (راهکاري که تاکنون براي کاهش اثرات جانبي سيس پلاتين مورد استفاده قرار ميگرفت)، از روش ديگري استفاده کردند. آنها مولکول هاي سيس پلاتين را به صورت دانه هاي يک تسبيح به هم وصل کرده و نانوذراتي توليد کردند که بزرگتر از آن هستند که وارد کليه ها شوند.
آنها پليمري طراحي کردند که به سيس پلاتين متصل شده و مولکول هاي آن را شبيه دانه هاي تسبيح به هم وصل ميکند. سپس اين تسبيح خودآرايي کرده و نانوذراتي به قطر 100 نانومتر ايجاد ميکند. اين ذرات به دليل اندازه بزرگشان نميتوانند وارد کليه ها شوند، با اين حال چون تومورهاي سرطاني داراي رگ هاي نشتي با حفرات 500 نانومتري هستند، قابليت ورود به اين تومورها را همچنان حفظ مي کنند.
اولين نانوذره اي که اين گروه توليد کردند، اثر درماني کمتري نسبت به سيس پلاتين داشت، بنابراين آنها مولکول پليمر را کشيدند تا پلاتين را با شدت کمتري در خود نگه دارد و نتيجه اين کار توليد مولکولي با اثر درماني مشابه سيس پلاتين بود؛ اما چون اين مولکول جديد اثرات جانبي ندارد، ميتوان از دُز بالاتري از آن بهره برد.[10]
در مقاله‌اي که در Proceedings of the National Academy of Science منتشر شده است، گروهي از محققان گزارش کرده‌اند که توانسته‌اند نانوذرات مهندسي شده‌اي را توليد کنند که مي‌توانند جلوي اجراي يک فرايند پروتئيني را که داخل تومورها اتفاق مي‌افتد، بگيرند. بدين ترتيب امکان از بين بردن تومورها با شيمي‌درماني افزايش مي‌يابد.اين فرايند پروتئيني که از يک سري واکنش‌هاي شيميايي زنجيره‌اي به نام MAPK تشکيل شده است، در بسياري از عملکردهاي سلولي از جمله رشد و توسعه سلولي، تقسيم سلولي، و مرگ سلولي نقش ايفا مي‌کند. جلوگيري از انجام اين واکنش‌هاي زنجيره‌اي درون سلول‌هاي سرطاني، موجب کند شدن رشد آنها شده و کشتن آنها با استفاده از شيمي‌درماني را آسان‌تر مي‌سازد.به دليل نقش زنجيره MAPK در تبديل سلول‌هاي سالم به سلول‌هاي سرطاني و تنظيم عملکردهاي تومور، مطالعات زيادي روي آن صورت گرفته است. يکي از موانع شيمي‌درماني اين است که در طول اين فرايند، علاوه بر سلول‌هاي سرطاني، سلول‌هاي سالم نيز از بين مي‌روند. بنابراين اگر محققان بتوانند در فرايند زنجيره MAPK در سلول‌هاي سرطاني اختلال ايجاد کنند، قادر خواهند بود به صورتي هدفمندتر سلول‌هاي بدخيم را از بين برده و از ايجاد عوارض جانبي ناشي از شيمي‌درماني در بيماران جلوگيري نمايند.در اين پژوهش،محققاني از دانشکده پزشکي دانشگاه هاروارد و آزمايشگاه‌هاي ملي شيميايي هند با استفاده از يک ماده پليمري زيست‌تخريب‌پذير نانوذراتي را طراحي نموده‌اند که مي‌توانند به مولکول بازدارنده MAPK متصل شوند.زماني که سلول‌هاي سرطاني از طريق غشاي خود نانوذرات را جذب مي‌کنند، اين ذرات ماده بازدارنده را درون سلول رها مي‌کنند. استفاده از اين روش براي درمان ملانوما (نوعي سرطان پوست) در موش‌ها نشان داد که سرعت رشد تومور کاهش يافته و تأثير داروي ضدسرطان استفاده شده در شيمي‌درماني (سيس پلاتين) افزايش مي‌يابد. اين دارو براي درمان بسياري از انواع سرطان‌ها استفاده مي‌شود. تحقيقات بيشتر مي‌تواند منجر به موفقيت بيشتر روش‌هاي شيمي‌درماني در انسان شود.اين تحقيق اولين کاري است که در آن از روش بازدارندگي روي MAPK به همراه استفاده از نانوذرات براي رسانش هدفمند استفاده مي‌شود. اين تحقيق راه جديدي به روي استفاده از نانوذرات يا ساير نانوساختارها به‌عنوان حامل‌هايي ممانعت کننده يا برهم زننده فرايندهاي ايجاد کننده تومور سرطاني مي‌گشايد.[11]
بررسي نانومواد معرفي شده براي درمان سرطان
يک تيم تحقيقاتي از موسسه ملي سرطان آمريکا، آزمايشگاه تعيين مشخصات فناوري نانو با همکاري اتحاديه فناوري نانو در سرطان در طول شش سال گذشته 250 نانوماده مختلف که توسط75 گروه تحقيقاتي در سراسر جهان ارائه شده را مورد مطالعه قرار دادند. با انجام اين پروژه، محققان مي‌توانند به چگونگي توليد نانومواد ايمن و انطباق پذير براي سلامت انسان پي ببرند. نتايج اين تحقيق در نشريه Integrative Biology به چاپ رسيده است.رسالت اصلي آزمايشگاه تعيين مشخصات فناوري نانو اين است که نانومواد مناسب براي شناسايي و درمان سرطان را از ميان يافته‌هاي آکادميک، دولتي و صنعتي پيدا کند. اين آزمايشگاه به‌عنوان منبع ملي و مرکز داده‌هاي تحقيقات سرطان شناخته مي‌شود. يکي از اهداف اين آزمايشگاه تسهيل توسعه نانومواد و ادوات مرتبط با فناوري نانو جهت استفاده در پزشکي است. اسکوت مک‌نيل مدير آزمايشگاه تعيين مشخصات فناوري نانو به همراه هفت تن از همکارانش به شناسايي موانع موجود در سر راه محققان پرداخته‌اند آنها موانع را از تحقيقات پايه تا توليد محصول در حوزه‌هاي تصويربرداري و رهاسازي دارو به‌درون تومور سرطاني شناسايي کرده‌اند.يکي از موضوعاتي که پژوهشگران بايد در مسير توليد اين مواد و تجهيزات به خاطر داشته باشند آن است که محصول نهايي آنها بايد عاري از آلودگي باشد. نتايج حاصل از تحقيق روي 75 نمونه‌اي که در آزمايشگاه تعيين مشخصات فناوري نانو بررسي شده نشان مي‌دهد که يک سوم آنها داراي آلودگي باکتريايي است.درس ديگري که پژوهشگران بايد بياموزند اين است که موادي که آنها استفاده مي‌کنند، خواه نانومواد خواه مواد شيميايي مورد استفاده براي تهيه نانومواد، هميشه آن طور که درظاهر به نظر مي‌رسند نيستند. در برخي موارد اين مواد خام اوليه داراي آلودگي باکتريايي هستند و در برخي ديگر اين مواد ويژگي‌هاي عنوان شده در تبليغات کارخانه توليد کننده را دارا نيستند. مک‌نيل و همکارانش مي‌گويند پژوهشگران بايد قبل از استفاده از اين مواد خام و توليد محصول ارزشمند خود حتما آنها را تست کنند.مک‌نيل معتقد است که دانشمندان بايد پيش از استفاده از نانومواد اقدام به خالص‌سازي آنها کنند. در برخي موارد ديده شده که ماده به‌نظر سمي مي‌رسد در حالي که کاملا زيست سازگار است اما همين ماده ناخالصي‌هايي به‌همراه دارد که منجر به سمي شدن نمونه مي‌شود. نتايج پژوهش‌هاي محققان نشان مي‌دهد که اگر ماده اوليه استفاده شده تغيير کند، سميت‌ نانوماده مي‌تواند از بين رود.[12]
دارورساني به سلول‌هاي سرطاني با کمک نانوميله‌هاي طلا
‏ يکي از چالش‌هاي درمان سرطان، چه با استفاده از فناوري‌نانو چه غير آن، اين است که ‏اغلب تومورها براي درمان‌هايي که براي کشتن آنها طراحي شده‌اند، قابل دسترس نيستند. ‏مصطفي السيد، از موسسه فناوري جورجيا، و همکارانش با طراحي نانوميله‌هاي طلاي پر شده ‏با دارو که توجه سلول‌هاي ايمني مرتبط با سرطان بنام ماکروفاژ را جلب مي‌کنند در حال ‏تلاش براي غلبه به اين مانع هستند. اين پژوهشگران معتقدند که اين ماکروفاژها مي‌توانند اين ‏نانوميله‌ها را در تومورها آزاد کنند و از سد غيرقابل نفوذ خوني مغز عبور کرده و وارد عمل ‏شوند.‏ نانوميله‌هاي طلاي عامل‌دار شده با ماکروليد مي‌توانند بطور گزينشي ‏سلول‌هاي سرطاني سينه را هدفگيري کنند.‏دکتر السيد، که پژوهشگر اصلي “شرکت نانوفناوري سرطان” وابسته به دانشگاه جورجيا ‏و دانشگاه ايموري است، و همکارانش نانوميله‌هاي طلايي سنتز کرده‌اند که ماکروفاژهاي ‏مرتبط با تومور را هدفگيري مي‌کند.‏ گروه دکتر السيد براي جلب توجه ماکروفاژهاي مرتبط با تومور، آنها را با آنتي‌بيوتيکي ‏که متعلق به خانوده‌اي از مولکول‌ها بنام ماکروليد است، روکش کردند.
ثابت شده است که ‏اين آنتي‌بيوتيک‌هاي طيف – پهن مي‌توانند با غلظت‌هاي زياد درون ماکروفاژها تجمع کنند. ‏بنابراين، هنگامي که نانوميله‌هاي روکش شده با ماکروليد به ماکروفاژهايي که در کنار ‏سلول‌هاي تومور سينه در محيط کشت در حال رشد هستند، اضافه شوند، به سرعت توسط ‏ماکروفاژها جذب مي‌شوند.
هنگامي که اين پژوهشگران ماکروفاژهاي بارگيري‌شده با ‏نانوميله را تحت تابش نور ليزر فروسرخ نزديک قرار دادند، متوجه شدند که سلول‌هاي تومور ‏سينه، که با آنها در يک محيط کشت بودند و در معرض مستقيم نانوميله‌ها قرار نداشتند، کشته ‏شدند. اين پژوهشگران تصور مي‌کنند که نانوميله‌هاي طلاي فعال شده با نور، خاصيت ‏تومورکشي ذاتي ماکروفاژها را افزايش مي‌دهند.‏
اين پژوهشگران مي‌گويند: “توانايي ماکروفاژهاي مرتبط با تومور در مهاجرت آزاد درون ‏گردش خون، دور زدن سد خوني مغز، و تمرکز و نفوذ ترجيحي در تومورهاي جامد، باعث ‏مي‌شود که اين نانوميله‌هاي طلاي عامل‌دار شده با ماکروليد، تبديل به نامزد نويدبخشي براي ‏دارورساني هدفگيري‌شده سرطان به تومورهاي مغز و سينه شوند.” اين پژوهشگران همچنين ‏تصور مي‌کنند که اين نوع درمان بتواند بصورت هم‌افزا با شيمي‌درماني متدوال بکار گرفته ‏شوند. ‏
اين پژوهشگران جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را تحت عنوان “جفت‌هاي کوچک ‏مولکول – نانوميله طلا بطور گزينشي سلول‌هاي سرطاني سينه را هدفگيري کرده و سميت ‏ماکروفاژ براي سلول‌ها را به آنها اعمال مي‌کنند.” در مجله‌ي ‏Small‏ منتشر کرده‌اند.[13]
درمان بهتر تومورهاي مغزي با نانوذرات بزرگ‌تر
بنا به گفته پژوهشگراني از آمريکا، نانوذرات بزرگ‌تر از ‏nm‏ 100 که با پليمر روکش ‏شده‌اند، مي‌توانند بدرون بافت مغز نفوذ کنند. اين نتيجه در طراحي روش‌هاي جديد ‏دارورساني به مغز براي درمان تومورها، تورم اعصاب، و ساير بيماري‌هايي که درمان آنها ‏مشکل است، حائز اهميت است. ‏
تصويربرداري بلادرنگ از نانوذرات (سبز) ‏روکش‌شده با پلي اتيلن گلايکول که درون ‏مغز موش سالم نفوذ مي‌کنند. ذرات آب‌گريز ‏با بار منفي (قرمز) با شعاع مشابه ولي بدون ‏روکش ‏ پلي اتيلن گلايکول ‏ قادر به نفوذ نيستند، ولي در ‏نزديکي جايگاه تزريق مي‌مانند. ‏
يکي از اهداف اصلي نانوپزشکي، کپسوله کردن داروها درون نانوذرات و تحويل آنها به ‏اندام‌هاي بيمار است. در دارورساني نانوذره‌اي، اندازه نانوذرات خيلي مهم است، زيرا افزايش ‏شعاع نانوذره به معناي بهبود عظيم در بارگيري دارو و سينتيک آزادسازي طولاني مدت ‏است. ‏
مشکلي که وجود دارد اين است که مغز يک محيط چالش‌انگيز براي دارورساني است و ‏علت اصلي آن به سد خوني مغز و فضاي بسيار تنگ بين سلول‌ها مربوط مي‌شود. اين سد ما ‏را در برابر نفوذ مواد مضر موجود در خون بدرون مغز محافظت کرده و نحوه توزيع آنها را ‏نيز در مغز محدود مي‌کنند.‏ ‏
اکنون، جاستين هانز و همکارانش از دانشکده پزشکي دانشگاه جان هاپکينز در بالتيمور ‏فهميده‌اند که اگر نانوذرات بسيار بزرگ‌تر با لايه متراکمي از پلي اتيلن گلايکول – که ‏يک پليمر آب‌دوست بي‌ضرر در صنعت داروسازي است- روکش شوند مي‌توانند به سرعت ‏از بافت مغز عبور کنند.
آنها با بررسي نحوه نفود نانوذرات منفرد روکش‌شده با پليمر بدرون ‏نمونه‌هايي از بافت مغز موش و انسان به اين نتايج رسيدند. بعضي از آزمايش‌ها حتي ‏به‌صورت زنده روي نمونه‌هاي مغز موش انجام شدند. آزمايش‌هاي ردگيري ذره‌اي بلادرنگ ‏نشان داد که ذراتي با حداقل قطر ‏nm‏ 114 قادر به نفوذ در بافت مغز انسان و موش هستند. ‏
اين نتايج همچنين نشان مي‌دهند که شبکه متخلخل بين سلول‌ها (که فضاي خارج سلولي ‏نام دارد) در بافت مغز انسان از چيزي که قبلا فکر مي‌شد، بزرگ‌تر است و مي‌تواند تا ‏nm‏ ‏‏200 هم افزايش يابد. بنا به گفته اين پژوهشگران، روکش‌هاي متراکم ‏ پلي اتيلن گلايکول ‏ با کاهش ‏‏”چسبندگي” اين نانوذرات به ساختارهاي مغزي و تسهيل حرکت آنها اين کار را انجام ‏مي‌دهند.‏ ‏ اليزابت نانس که عضو اين گروه است گفت: “ذرات بدون روکش از طريق ‏برهم‌کنش‌هاي الکترواستاتيکي و آب‌گريزي به سلول‌ها، پروتئين‌ها، و ساير مولفه‌هاي مغزي ‏مي‌چسبند. اعتقاد ما اين است که روکش ‏ پلي اتيلن گلايکول ‏ يک لايه شبه‌فرچه‌اي در سطح نانوذرات ‏ايجاد مي‌کند و از آنها در برابر اين برهم‌کنش‌ها محافظت مي‌نمايد.”‏ اين پژوهشگران جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي ‏Science Translational ‎Medicine‏ منتشر کرده‌اند[14].
استفاده از مغناطيس براي رهايش دارو در تومور سرطاني
براي چند دهه دانشمندان روي استفاده از نانوذرات مغناطيسي به‌عنوان ابزاري براي رهاسازي دارويي کار مي‌کنند. اخيرا پژوهشگران دانشگاه سيدني نشان دادند که با ترکيب سه فلز آهن، طلا و پلاتين مي‌توان روشي براي رهايش مستقيم دارو در بدن ارائه کرد. نتايج اين کشف در نشريهInorganicaChimica Acta به چاپ رسيده است.
يک تيم تحقيقاتي به‌رهبري نيال ويت و وجسيچ چرناوسکي با همکاري همتايان اسکاتلندي خود از اکسيد آهن به ابعاد 5 نانومتر براي توليد داروهاي ضد سرطان استفاده کردند. نيال ويت مي‌‌گويد ما اکسيد آهن را با استفاده از يک لايه محافظ از طلا و سيس پلاتين پوشش داديم. سيس پلاتين نام دارويي است که براي درمان سرطان بيضه استفاده مي‌شود. لايه بيروني اين ساختار پوششي پليمري به شکل اسپاگتي است.
ويت مي‌افزايد مهمترين چيز درباره اين دارو آن است که هسته آهني آن مي‌تواند تحت ميدان مغناطيسي به حرکت در آيد، اين پديده شبيه آزمايش آهن و آهن‌ربا است که در کلاس علوم انجام مي‌شود. در روش‌هاي معمولي هدايت دارو بسيار دشوار است در اين روش جديد مي‌توان دارو را بصورت مستقيم به محل مورد نظر در بدن رساند. براي مثال مي‌توان داروي ضد سرطان را با استفاده از يک ميدان مغناطيسي قوي به تومور رساند. همچنين مي‌توان يک ماده مغناطيسي قوي را در تومور قرار داد و در نهايت دارو تزريق شده به‌دليل جاذبه مغناطيسي به تومور برسد.
پژوهشگران اين پروژه عملکرد فناوري جديد خود را در آزمايشگاه روي سلول‌هاي سرطاني نشان دادند. نتايج آزمايشگاهي نشان داد زماني که دارو تحت ميدان مغناطيسي به محل تومور مي‌رسد، تنها سلول‌هاي اطراف مغناطيس موجود در تومور را از بين مي برد و با ديگر سلول‌ها کاري ندارد.
در روش‌هاي شيمي‌درماني رايج، دارو در تمام بدن گسترش مي‌يابد بنابراين علاوه‌بر سلول‌هاي سرطاني، ارگان‌هاي زنده را نيز از بين مي‌برد. اما با استفاده از اين روش جديد، اثرات جانبي شيمي‌درماني حذف مي‌شود بنابراين مشکلاتي از قبيل ريزش مو، حالت تهوع، استفراغ، کاهش گلبول‌هاي قرمز و افزايش خطر عفونت از بين مي‌رود.
اين فناوري جديد مي‌تواند در درمان‌ها مختلف سرطان‌هايي که با استفاده از داروهاي پلاتيني معمولي درمان آنها امکان پذير نيست، مورد استفاده قرار گيرد. از جمله اين موارد مي‌توان به سرطان پروستات اشاره کرد. داروهاي پلاتيني يکي از رايج‌ترين داروهاي مورد استفاده در شيمي درماني هستند که حاوي سيس پلاتين، کربوپلاتين و اگزالي‌پلاتين هستند. [15]
3-1- ساختمان DNAبا روشن شدن حمل اطلاعات وراثتي توسط DNA توجه محققين به بررسي آن معطوف گرديد. تعيين ساختمان اوليه و سه بعدي اين مولكول تا حدي چگونگي حمل اطلاعات و همانند سازي كروموزوم را نشان داد. ابتدا اين نگراني وجود داشت كه شايد مولكول DNAساختمان بسيار پيچيده و غير عادي داشته باشد ولي بزودي معلوم شد كه اين مولكول به



قیمت: تومان


پاسخ دهید