ناهنجاریهای وریدی نوعی اختلال عروقی هستند که در آن رگها شکل طبیعی خود را از دست میدهند و سلولهای پوشاننده عروق بیش از حد رشد میکنند. این اختلال میتواند از بدو تولد وجود داشته باشد و با رشد کودک، اندازه آن نیز افزایش پیدا کند.
برخی از این ناهنجاریها کوچک و سطحی هستند و مشکل جدی ایجاد نمیکنند، اما در موارد شدید میتوانند ظاهر فرد را بهشدت تغییر دهند یا حتی عملکرد اندامهای حیاتی را مختل کنند. بسته به محل قرارگیری، ناهنجاریهای بزرگ ممکن است بر تنفس، بلع یا حرکت تأثیر بگذارند و در موارد خاص حتی تهدیدکننده زندگی باشند.
درمان چنین ناهنجاریهایی نیز ساده نیست. جراحی ضایعات بزرگ میتواند به دلیل خطر خونریزی شدید بسیار پرریسک باشد. به همین دلیل، در برخی بیماران از داروهایی مانند راپامایسین (Rapamycin) استفاده میشود که با مهار رشد سلولی میتواند از بزرگترشدن ناهنجاری جلوگیری کند.
اما این راهکار نیز محدودیتهایی دارد. مصرف منظم و طولانیمدت دارو میتواند عوارض جانبی ایجاد کند و برخی بیماران به همین دلیل درمان را ادامه نمیدهند. با قطع مصرف دارو، ناهنجاری وریدی نیز ممکن است دوباره رشد کند.
همین چالش، پژوهشگران بیمارستان کودکان بوستون را به سمت طراحی یک روش دارورسانی هدفمند سوق داد.
یک سرنخ از ماندگاری نانوذرات در رگهای بیمار
کاتلین «کیت» کولیون (Kathleen “Kate” Cullion) و دانیل کوهین (Daniel Kohane)، به همراه ویمین تانگ (Weimin Tang)، پژوهشگران آزمایشگاه زیستمواد و دارورسانی بیمارستان کودکان بوستون، ایده ساخت این نانوذرات را چند سال پیش مطرح کردند.
جرقه این ایده از یک مشاهده بالینی غیرمنتظره آغاز شد.
کوهین و کولیون در جریان درمان بیماری مبتلا به نوع دیگری از ناهنجاری عروقی، متوجه شدند ماده حاجب مورد استفاده برای تصویربرداری حتی دو ماه پس از انجام آزمایش همچنان در ناحیه ناهنجار باقی مانده بود.
این موضوع عجیب بود، زیرا نانوذرات موجود در ماده حاجب معمولاً در رگهای طبیعی باقی نمیمانند.
پژوهشگران از این مشاهده نتیجه گرفتند که شاید رگهای غیرطبیعی موجود در ناهنجاریهای عروقی نفوذپذیری بیشتری داشته باشند و بتوانند نانوذرات را برای مدت طولانیتری در خود نگه دارند.
این فرضیه یک ایده جذاب به همراه داشت: اگر نانوذرات معمولی بتوانند در این رگهای غیرطبیعی تجمع کنند، شاید بتوان نانوذراتی را طراحی کرد که حامل دارو باشند و پس از ورود به جریان خون، ترجیحاً در محل ناهنجاری وریدی تجمع پیدا کنند.
به این ترتیب، دارو بهجای آنکه در سراسر بدن توزیع شود، میتواند مقدار بیشتری از اثر خود را در محل بیماری اعمال کند.
وقتی خود دارو تبدیل به نانوذره میشود
پژوهشگران در مرحله بعد سراغ یک ایده متفاوت رفتند.
نانوذرات دارویی معمولاً از موادی ساخته میشوند که نقش اصلی آنها ایجاد یک حامل برای انتقال دارو است. داروی موردنظر درون این حامل قرار میگیرد و سپس در محل مناسب آزاد میشود.
اما در این مطالعه، تیم پژوهشی تلاش کرد از خود راپامایسین بهعنوان ماده سازنده نانوذره استفاده کند.
کولیون برای توضیح این ساختار، مولکولهای راپامایسین را به مهرههایی تشبیه میکند که به یکدیگر متصل شدهاند و ساختاری شبیه یک گردنبند ایجاد میکنند. سپس مجموعه این ساختارها در کنار یکدیگر قرار میگیرند و ذرات بسیار کوچکی را تشکیل میدهند.
این رویکرد یک تفاوت مهم با نانوحاملهای متداول دارد. در اینجا، نانوذره صرفاً یک بستهبندی خنثی برای دارو نیست؛ بلکه خود نانوساختار نیز از مادهای با فعالیت دارویی ساخته شده است.
درون این نانوذرات فضاهای کوچکی نیز وجود دارد که میتوان داروی دیگری را در آنها قرار داد. پژوهشگران از این قابلیت برای بارگذاری پوناتینیب (Ponatinib) استفاده کردند.
بنابراین، نانوذره نهایی دو مسیر درمانی را همزمان در اختیار داشت: فعالیت مرتبط با راپامایسین که خود ساختار نانوذره را تشکیل میداد و پوناتینیب که درون آن قرار گرفته بود.
یک تزریق، ۷۰ درصد کاهش اندازه ناهنجاری
ویمین تانگ طراحی نانوذرات و بارگذاری پوناتینیب را انجام داد و سپس پژوهشگران آنها را در مدلهای موشی مبتلا به ناهنجاری وریدی آزمایش کردند.
برای مقایسه، گروه دیگری از موشها هر دو دارو را بهصورت خوراکی دریافت کردند.
پس از ۲۰ روز، بیشترین اثر در گروهی مشاهده شد که نانوذرات حاوی راپامایسین تجمعیافته و پوناتینیب دریافت کرده بودند.
نتیجه قابلتوجه بود: یک تزریق از این نانوذرات توانست اندازه ناهنجاری وریدی را ۷۰ درصد کاهش دهد.
این میزان کاهش در مقایسه با درمان خوراکی داروها، نشان میدهد که نحوه رساندن دارو میتواند به اندازه خود دارو در تعیین نتیجه درمان اهمیت داشته باشد.
ایده اصلی این است که نانوذرات به دلیل ویژگیهای رگهای غیرطبیعی، در محل ناهنجاری تجمع پیدا کنند و دارو را همانجا در اختیار بافت بیمار قرار دهند.
در نتیجه، میتوان مقدار بیشتری از اثر دارویی را در محل هدف ایجاد کرد، بدون آنکه الزاماً نیاز باشد بیمار برای رسیدن دارو به ناحیه موردنظر، دارو را بهصورت مداوم و سیستمیک دریافت کند.
نانوذرهای که برای آزادکردن راپامایسین ساخته نشده است
یکی از ویژگیهای مهم این فناوری آن است که فعالیت درمانی آن صرفاً به آزادشدن مولکولهای آزاد راپامایسین وابسته نیست.
تانگ توضیح میدهد که در این نانوذرات، خود ساختار نانوذره دارای فعالیتی شبیه راپامایسین است و برای ایجاد اثر درمانی الزاماً نیازی به آزادشدن مولکولهای منفرد راپامایسین وجود ندارد.
این ویژگی میتواند مسیر تازهای را در طراحی نانوحاملهای دارویی باز کند. بهجای اینکه نانوذره تنها بهعنوان یک «ظرف» برای دارو عمل کند، میتوان ماده سازنده نانوذره را نیز بهگونهای انتخاب کرد که خودش فعالیت درمانی داشته باشد.
از سوی دیگر، امکان قرار دادن داروهای دیگر در فضاهای داخلی نانوذره، فرصت استفاده از درمانهای ترکیبی را فراهم میکند. در این مطالعه، پوناتینیب بهعنوان داروی دوم در ساختار نانوذره قرار گرفت و ترکیب حاصل عملکرد بهتری نسبت به برخی درمانهای مقایسهای نشان داد.
هنوز یک پرسش مهم باقی مانده است
با وجود کاهش ۷۰ درصدی ناهنجاری در مدلهای حیوانی، پژوهشگران هنوز نمیدانند آیا یک تزریق برای حذف کامل ناهنجاری کافی خواهد بود یا خیر.
تیم تحقیقاتی قصد دارد نانوذرات را برای مدت طولانیتری تحت نظر قرار دهد تا مشخص شود اثر درمانی آنها تا چه زمانی ادامه پیدا میکند و آیا ناهنجاری پس از مدتی دوباره رشد میکند یا خیر.
همچنین باید مشخص شود برای حذف کامل ضایعات، آیا تزریق مجدد لازم خواهد بود یا خیر.
این پرسشها اهمیت زیادی دارند، زیرا یکی از مشکلات اصلی درمان ناهنجاریهای وریدی، ماهیت طولانیمدت بیماری است. اگر یک درمان هدفمند بتواند تنها با تعداد محدودی تزریق، اندازه ناهنجاری را برای مدت طولانی کنترل کند، میتواند نسبت به مصرف مداوم داروهای سیستمیک مزیت مهمی داشته باشد.
با این حال، نتایج فعلی همچنان مربوط به مدلهای حیوانی است و نمیتوان میزان اثربخشی یا ایمنی این نانوذرات در انسان را صرفاً بر اساس این یافتهها پیشبینی کرد. پیش از ورود به کاربرد بالینی، مطالعات بیشتری درباره توزیع نانوذرات در بدن، سمیت، دوز مناسب، پایداری اثر و ایمنی بلندمدت مورد نیاز است.
با وجود این محدودیتها، پژوهش منتشرشده در Science Translational Medicine یک مفهوم جالب را به نمایش گذاشته است: استفاده از ویژگی غیرطبیعی رگهای بیمار برای رساندن انتخابی دارو، و ساخت نانوذرهای که خودش نیز بخشی از ماده درمانی است.
اگر این رویکرد در مطالعات آینده نیز موفق باشد، میتواند زمینه را برای درمان هدفمندتر ناهنجاریهای وریدی و شاید بیماریهای دیگری که رگهای غیرطبیعی یا نفوذپذیر دارند، فراهم کند. در این مسیر، نانوذرات دیگر صرفاً حامل دارو نخواهند بود؛ بلکه میتوانند به یک سامانه درمانی چندمنظوره تبدیل شوند که هم محل بیماری را هدف میگیرد و هم چند مکانیسم درمانی را در یک ساختار واحد کنار هم قرار میدهد.