انقلابی در دارورسانی: «حباب‌های رباتیک» تومور‌ها را هدف قرار می‌دهند و می‌ترکند تا درمان را آزاد کنند

به گزارش مجله خبری نگار، ربات‌های میکروسکوپی مدت‌هاست که نویدبخش رساندن دارو‌ها به داخل بدن با دقت بسیار بالا بوده‌اند، اما تبدیل این نوید به یک واقعیت عملی با موانع بسیاری رو‌به‌رو بوده است، زیرا اکثر طرح‌ها پیچیده، گران و هدایت آنها در بافت زنده بدن دشوار بوده است.

اما تیم تحقیقاتی از موسسه فناوری کالیفرنیا و دانشگاه کالیفرنیای جنوبی تصمیم گرفتند رویکردی کاملاً متفاوت اتخاذ کنند. آنها به جای پیچیده کردن طرح، به سادگی نهایی متوسل شدند: یک حباب.

این حباب شبیه هیچ حباب دیگری نیست؛ یک ربات میکروسکوپی هوشمند است که می‌تواند در مایعات بدن شنا کند، محیط اطراف خود را حس کند، تومور‌ها را دقیقاً هدف قرار دهد و دارو را به آنها برساند تا در لحظه مناسب با استفاده از امواج فراصوت آن را آزاد کند.

ایده اصلی مبتنی بر استفاده از حباب‌های میکروسکوپی پوشیده شده با پروتئین است، موادی که به دلیل ایمنی زیستی و کاربرد طولانی مدت در تصویربرداری پزشکی شناخته شده‌اند. مزیت اصلی در سادگی تولید نهفته است؛ با استفاده از فراصوت، هزاران حباب یکسان می‌توانند به سرعت و با هزینه کم تولید شوند و نیاز به تکنیک‌های پیچیده چاپ سه‌بعدی یا محیط‌های تمیز و پرهزینه اتاق تمیز را از بین ببرند.

هوشمندی این حباب‌ها در توانایی حرکت آنها نهفته است. محققان آنزیم "اوره‌آز" را به سطح آنها متصل کردند و هنگامی که این آنزیم با اوره طبیعی موجود در بدن واکنش نشان می‌دهد، گاز‌هایی تولید می‌کند که به طور ناهموار در یک طرف حباب جمع می‌شوند و نیروی محرکه‌ای ایجاد می‌کنند که مانند یک موتور کوچک آن را به جلو می‌راند.

محققان همچنین دو نسخه از این ربات‌ها را توسعه دادند: یکی حاوی نانوذرات مغناطیسی که به آن اجازه می‌دهد با استفاده از آهنربا‌های خارجی هدایت شود و حرکت آن توسط سونوگرافی ردیابی می‌شود. نسخه دوم کاملاً خودکار است و شامل آنزیم دیگری به نام کاتالاز است که حباب را قادر می‌سازد غلظت بالای پراکسید هیدروژن را در اطراف تومور‌ها و بافت‌های ملتهب تشخیص دهد و بدون هیچ گونه مداخله خارجی، به طور خودکار به سمت آنها حرکت کند، گویی که یک مسیر شیمیایی را دنبال می‌کند.

به محض اینکه حباب به هدف خود می‌رسد، مرحله حیاتی آغاز می‌شود: با استفاده از امواج فراصوت متمرکز، حباب با دقت منفجر می‌شود. این انفجار نه تنها دارو را آزاد می‌کند، بلکه نیروی مکانیکی ایجاد می‌کند که به حرکت آن به عمق بافت سرطانی کمک می‌کند و در مقایسه با روش‌های سنتی آزادسازی آهسته، اثربخشی آن را افزایش می‌دهد.

آزمایش‌ها روی موش‌های مبتلا به سرطان مثانه نتایج چشمگیری را نشان داده است، به طوری که استفاده از این حباب‌های هوشمند باعث کاهش تقریباً ۶۰ درصدی وزن تومور در عرض سه هفته شده است که بسیار بهتر از درمان‌های سنتی عمل می‌کند.

آنچه این نوآوری را متمایز می‌کند نه تنها اثربخشی آن، بلکه فلسفه عمیق، اما ساده آن است: تبدیل یک عنصر اساسی، ساده و ایمن به یک دستگاه هوشمند و چند منظوره. این دستگاه حرکت خودکار، حسگر شیمیایی، هدف‌گیری دقیق و رهایش کنترل‌شده دارو را در یک ساختار واحد، ساده و به راحتی تولید شده ترکیب می‌کند.