پیشگیری از عوارض جانبی داروهای شیمی‌درمانی
مجله علمی ایلیاد - توانایی فیلتر کردن پیل‌های سوختی را می‌توان به درون رگ‌های خونی بافت‌های زنده برد تا به این طریق از اثرات سمی درمان‌های سرطان جلوگیری کرد. در قلب این رویکرد که اخیراً بر روی خوک‌ها آزمایش شده است، اسفنجی بسیار کوچک و استوانه‌ای قرار دارد که توسط یک پرینتر سه‌بُعدی ساخته شده است. قرار دادن این وسیله درون رگ و در نزدیکی یک تومور که در حال درمان شدن توسط شیمی‌درمانی است، می‌تواند به جلوگیری از سمی شدن بقیه‌ی بدن کمک کند. اسفنج پرینت شده، می‌تواند اضافی دارو را قبل از اینکه در بدن پخش شود، جذب کند و بنابراین اثرات مضر شیمی‌درمانی را کاهش دهد. شیمی‌درمانی می‌تواند همراه با از بین بردن تومورها، باعث بروز حالت تهوع، توقف سیستم ایمنی بدن و همچنین سکته‌ی قلبی شود.
«استیو هتس» متخصص رادیولوژی عصبی از دانشگاه کالیفرنیا و محقق در زمینه‌ی مفهوم جذب دارو، می‌گوید: «اگر اتفاق غیرمنتظره‌ای نیافتد، آزمایش این روش بر روی انسان می‌تواند در سال‌های آتی شروع شود.» وی با همکاری مهندسین دانشگاه برکلی کالیفرنیا و مهندسین دانشگاه‌های دیگر، در حال ساخت نمونه‌های اولیه‌ی اسفنج است. آخرین آزمایش بر روی یک نمونه‌ی اولیه، نشان داد که اسفنج جاذب حدوداً دو سوم از داروی شیمی‌درمانی تزریق شده به درون رگ خونی مجاور خود را جذب کرده است. اسفنج پرینت شده این کار را بدون تحریک خون به لخته شدن و یا هیچ‌گونه مشکل دیگری در بدن خوک، انجام داده است. هتس و همکارانش نتیجه‌ی این یافته را در مجله‌ی ACS Central Science به چاپ رسانده‌اند.
«النی لیاپی» رادیولوژیست از دانشکده‌ی پزشکی دانشگاه جانز هاپکینز، به‌عنوان کسی که در تحقیق حضور نداشته، می‌گوید: «این مطالعه بسیار مورد توجه است، چرا که روش‌های موجود برای کنترل اثرات جانبی داروهای شیمی‌درمانی به خوبی جواب نمی‌دهند. پیشرفت تکنولوژی برای مقابله با این اثرات ناخواسته، همیشه مورد استقبال قرار می‌گیرد.»
داروهای شیمی‌درمانی معمولاً به درون رگ‌های خونی تزریق می‌شوند؛ با این امید که از طریق گردش خون به محل وجود تومور برسند. در یک روش دیگر برای درمان تومورهایی که به سختی درمان می‌شوند، دارو از طریق سیم‌های کاتیتر از درون عروق خونی مستقیماً به سمت تومور فرستاده می‌شود. اگرچه این روش که به نام روش «TACE» شناخته می‌شود، سالانه برای هزاران انسان مورد استفاده قرار می‌گیرد، ولی در برخی مواقع داروی تزریق شده از تومور عبور کرده و وارد جریان گردش خون می‌شود که می‌تواند اثرات جانبی بالایی داشته باشد.
هتس از روش TACE برای درمان بچه‌هایی که به نوع نادری از تومور چشم مبتلا هستند، استفاده می‌کرد و در آن‌جا بود که ایده‌ی اسفنج جاذب به ذهنش خطور کرد. پس از اینکه از طریق TACE داروهای شیمی‌درمانی به بیمار تزریق می‌شود، تومور چشمی نوزاد شروع به کوچک شدن می‌کند. با این حال، چند هفته‌ی بعد شمارش سلول‌های خونی نوزاد به مشکل برمی‌خورد. این پدیده نشان می‌داد که بخشی از داروهای شیمی‌درمانی از چشم خارج شده و دیگر سلول‌ها را تحت تاثیر قرار داده‌اند. این مشاهدات در ۸ سال پیش باعث شد، هتس به این فکر کند که اگر دستگاهی وجود داشته باشد که بتواند داروهای اضافی را از اطراف مکان‌های تزریق دارو، جمع‌آوری کند، شاید بتوان از اثرات جانبی این داروها بر روی سیستم ایمنی بدن اجتناب کرد.
جراحان قلب نیز از چنین فیلتری برای خارج کردن چربی از درون عروق خونی بیماران مبتلا به تصلب شرایین، استفاده می‌کنند. در این بیماری دیواره‌ی عروق خونی سخت شده و مسیر جریان آن‌ها بسته می‌شود. هتس برای اختراع دستگاهی جهت کمک به این بیماران نیز فکرهایی دارد. وی می‌گوید: «من می‌خواهم یک غشای هوشمند بسازم که از لحاظ شیمیایی فقط به یک دارو حساسیت داشته باشد.»
به جای تلاش برای توسعه‌ی دستگاهی برای گیر انداختن دارو در بیماری‌های بسیار نادر مثل تومور چشمی که سالانه در ایالات متحده فقط ۳۰۰ نفر را آزار می‌دهد، گروه هتس بر روی کنترل عوارض داروی شیمی‌درمانی برای درمان سرطان کبد، تمرکز کرده‌اند. این نوع سرطان سالانه ۴۰۰،۰۰۰ آمریکایی را درگیر خود می‌کند که از این بین ۳۰۰،۰۰۰ نفر می‌میرند.
«آناند پاتل» دانشجوی آزمایشگاه هتس و متخصص مهندسی زیستی، تعدادی از رزین‌های مختلف را مورد آزمایش قرار داد و چندین رزین را که می‌توانستند داروی سرطان کبد را به جذب کنند، پیدا کرد. برای بهینه کردن رزین‌ها از پروفسور «نیتاش بالسارا» کمک خواسته شد. وی در رشته‌ی مهندسی شیمی دانشگاه برکلی فعالیت می‌کند و تخصص اصلی او شیمی پلیمرها و غشاها است. پاتل می‌گوید: «برای من بسیار هیجان‌انگیز بود که پروفسور بالسارا جواب درخواست من را داد.»
آزمایشگاه بالسارا موادی تهیه کرده است که می‌توانند جریان یون‌ها در باطری‌ها و پیل‌های سوختی را تنظیم کنند. مشخص شد که این فرآیندهای فیلتراسیون کاملاً مشابه فرآیند مورد نیاز برای جذب داروهای شیمی‌درمانی از خون است. گروه محققین از یک شرکت متبحر در زمینه‌ی پرینترهای سه‌بُعدی استفاده کرد تا بتواند مواد تولید شده توسط آزمایشگاه بالسارا را به طول ۳۰ میلی‌متر به شکل استوانه‌ی اسفنجی بسازد. «هی جونگ اوه» از دانشگاه برکلی بیشتر از یک سال بر روی این موضوع کار کرد تا بتواند مواد جاذب دارو را به استوانه‌ی پرینت شده به صورت سه‌بُعدی وصل کند.
طی آزمایشات انجام شده، گروه محققین داروی سرطان کبد را به پا و لگن خوک تزریق کردند. به این دلیل خوک برای آزمایش انتخاب شد که اندازه‌ی اندام آن به انسان نزدیک است. قبل از تزریق داروی شیمی‌درمانی دانشمندان اسفنج پرینت شده به طول چند سانتی‌متر را در بدن خوک قرار دادند. در طول نیم ساعت، اسفنج توانست ۶۴ درصد از داروی تزریق شده را به خود جذب کند. طی مراحل بعدی مطالعه، جذب داروی شیمی‌درمانی توسط اسفنج در کبد خوک مورد بررسی قرار می‌گیرد.
نوشته: ایستر لندهویس
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد