انقلاب بزرگ در درمان قطعی سرطان ریه با اسپادژن

دارودرمانی: نانوذرات HOCL

در تلاش برای تحقق انقلابی در استراتژی‌های درمان سرطان که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند، توجه ما به ماده قدرتمند هیپوکلروس (HOCl) جلب شده است. این ترکیب ابتدا به دلیل نقش مهمی که در پاسخ ایمنی بدن ایفا می‌کند، مورد شناسایی قرار گرفت. همچنین، این ماده به دلیل مجموعه‌ای از خصوصیات منحصر به فردش، می‌تواند به عنوان یک مولکول هدفمند در درمان سرطان ریه مورد استفاده قرار گیرد. ویژگی‌های خارق العاده HOCl در مبارزه با سرطان ریه، ما را به ادامه تحقیقات در مورد این مولکول تشویق کرده است.

مکانیسم های HOCL  علیه سرطان عبارتند از:

استرس اکسیداتیو: HOCl یک مولکول بسیار واکنش پذیر است که می تواند استرس اکسیداتیو را در سلول ایجاد کند. استرس اکسیداتیو به عدم تعادل بین تولید گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) و توانایی بدن برای سم‌زدایی اشاره دارد. در سلول های سرطانی، این استرس اکسیداتیو می تواند منجر به آسیب به اجزای سلولی مانند پروتئین ها، لیپیدها و DNA شود.

القای آپوپتوز (مرگ برنامه ریزی شده سلولی): آسیب DNA و استرس اکسیداتیو می تواند مسیرهای آپوپتوز مختلف را در سلول سرطانی فعال کند. این مسیرها شامل یک سری رویدادهای بیوشیمیایی هستند که در نهایت منجر به فعال شدن کاسپازها می شوند. کاسپاز ها آنزیم هایی هستند  که مسئول آغاز فرآیند آپوپتوز بوده و مسیرهای سیگنالینگ مختلفی را تعدیل می کنند این آنزیم ها در نهایت بقا و مرگ سلولی را تنظیم می کند. به عنوان مثال، کاسپازها ممکن است مسیرهایی مانند مسیر PI3K/Akt یا مسیر NF-kB را تحت تاثیر قرار دهد که در بقای سلول و التهاب نقش دارند. HOCL با تداخل با این مسیرها، سلول را به سمت آپوپتوز هدایت می کند.

فعال سازی کالپین: HOCl می تواند پروتئازهای وابسته به کلسیم به نام کالپین ها را فعال کند. کالپین ها تعدادی از پروتئین هایی را که در بقای سلولی نقش دارند مانند Bcl-2 و p53، جدا کرده که در نهایت این امر می تواند منجر به القای آپوپتوز شود.

تنظیم اتوفاژی: اتوفاژی یک فرآیند سلولی است که شامل تخریب و بازیافت اجزای سلولی می باشد. در سلول های سرطانی، اتوفاژی می تواند بقای سلول ها را در شرایط استرس افزایش دهد. HOCl اتوفاژی را تعدیل کرده و می تواند بر روی آپوپتوز یا بقای سلول های سرطانی از طریق اتوفاژی تأثیر بگذارد.

پاسخ ایمنی: القای آپوپتوز در سلول های سرطانی باعث تحریک پاسخ ایمنی می شود. سلول های سرطانی در حال مرگ سیگنال هایی را آزاد می کنند که سلول های ایمنی را به محل تومور جذب می کند. این ویژگی توانایی بدن در تشخیص و از بین بردن سلول های سرطانی را افزایش می دهد.

پارگی لیزوزوم: HOCl می تواند لیزوزوم ها را که اندامک هایی حاوی آنزیم های تجزیه کننده هستند پاره کند. انتشار این آنزیم ها در سیتوپلاسم می تواند به اجزای سلولی آسیب برساند و باعث القای آپاپتوز شود.

ویژگی های HOCL، آن  را به یک گزینه درمانی ایمن و موثر برای درمان انواع مختلف سرطان تبدیل می کند.

سرطان ریه یکی از چالش های بزرگ سلامت جهانی است و همچنان نیازمند استراتژی‌های درمانی نوآورانه بوده که بتواند به طور موثر سلول‌های سرطانی را هدف قرار دهد و در عین حال برای اثر گذاری بیشتر از سیستم ایمنی بیمار استفاده کند. در این راه درمانی،  هیپوکلروس اسید (HOCl) به دلیل توانایی منحصر به فردش در القای آپوپتوز در سلول های سرطانی و همچنین تقویت پاسخ ایمنی، به عنوان یک عامل امیدوار کننده ظاهر شده است. مکانیسم اثر دوگانه هیپوکلروس اسید، این ماده را به عنوان یک فرآورده دارویی موثر در درمان سرطان ریه قرار می دهد.مطالعات ما با بررسی فرآورده HOCl به عنوان یک درمان بالقوه سرطان ریه آغاز شد. با استفاده از سنجش‌های کشت سلولی در شرایط آزمایشگاهی و آنالیزهای in vivo (درون تنی)، طیف وسیعی از غلظت‌های HOCl برای تأثیر آنها بر رده‌های سلولی سرطان ریه مورد ارزیابی قرار گرفت تا تأثیر آن بر مرگ سلول‌های سرطانی و تنظیم سیستم ایمنی بررسی شود. نتایج آزمایشات ما نشان داد که HOCl باعث القای مسیرهای آپاپتوز در سلول های سرطانی می شود. این پدیده با تنظیم مثبت همزمان نشانگرهای مرتبط با سیستم ایمنی همراه بود که به طور قابل توجهی، نشان دهنده پتانسیل فعال شدن سیستم ایمنی در پاسخ به درمان با HOCl در محیط سلول های سرطان ریه است. در سلول های سرطانی ریه، HOCl از طریق اصلاح GRP78 و القاء کلرامین  منجر به القا آپاپتوز می شود. با تجزیه و تحلیل‌های حاصل از مطالعات in vivo، تجویز HOCl ، کاهش قابل توجهی را در رشد تومور نشان داد. تحقیقات بیشتر در مورد شرایط بهینه برای اثربخشی HOCl یک ارتباط موثر را بین غلظت، pH و حذف سلول های سرطانی نشان می دهد. این نتایج در مجموع بر پتانسیل چندوجهی HOCl به عنوان یک دارو برای درمان سرطان ریه تاکید می کند. با القای آپوپتوز و فراخوانی پاسخ های ایمنی، HOCl یک فراورده موثر برای مختل کردن تکثیر سلول های سرطانی و حذف آنها است. 

یافته‌های به دست آمده ازاثر بخشی هیپوکلروس در از بین بردن سلول های سرطانی سکوی پرشی برای تلاش‌های تحقیقاتی ما  با هدف از بین بردن سرطان ریه فراهم کرد.

طراحی سیستم دارورسانی HOCL برای درمان سرطان ریه

چالش های ما نه تنها در یافتن عامل درمانی موثر،  بلکه در دارورسانی دقیق آن به سلول های سرطانی ریه نیز نهفته بود. گام بعدی در مطالعه ما با بررسی استفاده از نانوذرات مختلف به عنوان حامل برای انتقال و انتشار HOCl در نزدیکی سلول‌های سرطان ریه ادامه یافت.

تمرکز این نوآوری بر توسعه یک سیستم دارورسانی مبتنی بر نانوذرات بود که قادر است نه تنها HOCl را به ریه برساند، بلکه آزادسازی آن را در نزدیکی سلول‌های سرطانی تسهیل کند. در مراحل اولیه تحقیق ، روش‌های مختلف دارورسانی مورد بررسی قرار گرفت که هر کدام مجموعه‌ای از چالش‌های خاص خود را داشتند. با این حال، با توجه به بررسی پتانسیل هر کدام  از آنها برای غلبه بر موانع دارورسانی ریه و در عین حال حصول اطمینان از نزدیکی به سلول های سرطانی، در نهایت نوع خاصی از نانوذرات برای دارورسانی استفاده  شد. آزمایش های متوالی به منظور دارورسانی به کمک نانوذره مورد نظر به دقت مورد بررسی قرار گرفت تا توانایی آن برای نبولیزاسیون و رسیدن به بافت ریه بهینه شود. قابل ذکر است، نامزد نهایی نانوذره ما توانایی قابل توجهی در نبولایز شدن به طور موثر و همچنین انتشار کارآمد و یکنواخت در بافت ریه را نشان داد. آزمایشات بعدی حول ارزیابی ایمنی، اثر بخشی و کارایی ساختار نانوذره انجام شد. تجزیه و تحلیل‌های دقیق آزمایشگاهی فرآهمی زیستی نانوذره و پتانسیل آن برای آزادسازی موثر HOCl به شیوه‌ای کنترل‌ شده را نشان داد.

نقطه اوج اصلی این تحقیق بر بارگذاری و رهایش بهینه کنترل شده HOCl در ساختار نانوذره مورد نظر متمرکز بود که ساختار نانوذره ما با انجام یکسری تغییرات پایداری و ویژگی‌های رهاسازی کنترل‌شده ای را در شرایط آزمایشگاهی از خود نشان داد. با دارورسانی نانوذره حامل HOCL، از طریق نبولیزاسیون به ریه بیمار، اطمینان حاصل شد که HOCl دقیقاً به محل سلول های سرطان ریه هدایت می شود و عوارض جانبی ناشی از انتشار گسترده دارو به حداقل برسد.