34.3 C
Bangkok
หน้าแรก Biomaterial อนุภาคนาโน: สองหมัดน๊อคมะเร็ง

อนุภาคนาโน: สองหมัดน๊อคมะเร็ง

อนุภาคนาโนถูกใช้เพื่อผลลัพท์ของการนำส่งยาไปยังเซลล์มะเร็งที่ดีขึ้น

“อนุภาคส่งสัญญาณ” เข้าสู่เซลล์เนื้อร้ายแล้วกระตุ้นให้เลือดมาจับตัวกันซึ่งดึงดูด “อนุภาครับสัญญาณ” ที่เป็นอนุภาคที่ใช้เพื่อขนส่งยา ภาพโดย G. Carlson
“อนุภาคส่งสัญญาณ” เข้าสู่เซลล์เนื้อร้ายแล้วกระตุ้นให้เลือดมาจับตัวกันซึ่งดึงดูด “อนุภาครับสัญญาณ” ที่เป็นอนุภาคที่ใช้เพื่อขนส่งยา ภาพโดย G. Carlson

ด้วยการใช้ประโยชน์จากระบบจากจับตัวของเลือดในร่างกาย นักวิจัยได้ออกแบบอนุภาคนาโนที่สามารถค้นหาเซลล์เนื้อร้าย และหลังจากนั้นก็ส่งสัญญาณเรียกอนุภาคนาโนอีกชนิดหนึ่งเพื่อขนส่งยามาฆ่าเซลล์มะเร็งได้ถูกที่

Sangeeta Bhatia นักชีววิศวกรรม แห่งมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี่แมสซาซูเสตต์ และเพื่อนร่วมงานของเธอพบว่า เธอสามารถเพิ่มปริมาณยาที่ส่งไปยังเซลล์มะเร็งในหนูได้ถึง 40 เท่าเทียบกับกลุ่มควบคุม เมื่อใช้อนุภาคนาโนสองชนิดร่วมกัน ซึ่งเซลล์เนื้องอกในกลุ่มที่ใช้อนุภาคนาโนสองชนิดหยุดการเจริญเติบโตทันที ในขณะที่หนูกลุ่มที่ได้รับอนุภาคนาโนเพียงแค่หนึ่งชนิด เซลล์เนื้องอกก็ยังสามารถเจริญเติบโตได้ต่อไปได้

ทีมของ Bhatia ได้รับแรงบันดาลใจมาจากความสามารถของระบบการจับตัวเป็นลิ่มของเลือดเพื่อเพิ่มการตอบสนองที่มากขึ้นที่บริเวณที่ได้รับบาดเจ็บ การจับตัวเป็นลิ่มของเลือดเกิดจากปฏิกิริยาต่อเนื่องที่นำไปสู่โครงสร้างที่ประสานกันของโปรตีนที่ชื่อว่า ไฟบริน

ทีมนักวิจัยได้ออกแบบอนุภาคนาโนที่ได้อาศัยปฏิกิริยาต่อเนื่องของการจับตัวเป็นลิ่มของเลือด “เราใช้กระบวนการขยายสัญญาณโดยธรรมชาติของร่างกายเพื่อที่จะให้ยาตรงไปสู่เป้าหมายได้มากขึ้น” Bhahia กล่าว ซึ่งงานวิจัยชี้นนี้ได้ตีพิมพ์ในนิตยสาร Nature material [1]

แบ่งหน้าที่กันทำ

ณ ขณะนี้ มีการใช้อนุภาคนาโนเพื่อขนส่งยาและจำเพาะต่อเป้าหมายหลายประเภท ซึ่งอยู่ในการทดลองทางคลีนิคอยู่อีกหลายชนิด โดยที่อนุภาคเหล่านี้บางชนิด มีการใช้โมเลกุลหลายชนิดที่จำเพาะเจาะจงต่อตัวรับสัญญาณที่เซลล์เป้าหมายได้

แต่ว่าทีมของ Bhatia ได้ตัดสินใจที่จะแบ่งหน้าที่ของอนุภาคนาโนแต่ละชนิด โดยแบ่งเป็นอนุภาคนาโนที่ทำหน้าที่ไปค้นหาเซลล์เนื้อร้าย และอนุภาคนาโนที่ทำหน้าที่ขนส่งยา

อนุภาคนาโนที่ใช้เพื่อค้นหาเซลล์เนื้อร้าย เป็นแท่งทองคำนาโน ที่ถูกออกแบบมาเพื่อที่จะไปอุดรูที่ใหญ่ผิดปกติของเส้นเลือดที่ไปหล่อเลี้ยงเนื้อร้ายได้พอดี เมื่อมีแสงความถี่ใกล้อินฟาเรดส่องมาที่แท่งทองคำนาโนนี้ มันก็จะร้อนมากขึ้นจนเพียงพอที่จะทำลายเซลล์บริเวณนั้นได้ ซึ่งเมื่อเซลล์ถูกทำลาย จะเกิดกระตุ้นปฏิกิริยาการเกิดลิ่มเลือดเพื่อมาปิดที่บริเวณที่เสียหายนั้นๆ

หลังจากหมดปฏิกิริยาต่อเนื่องของการเกิดลิ่มเลือด เอ็มไซม์ชนิดหนึ่งที่ชื่อว่า Factor XIII cross-links fibrin ก็เริ่มที่จะเกิดปฏิกิริยาสร้างลิ่มเลือด ขณะเดียวกัน อนุภาคนาโนที่บรรจุยา ที่เรียกว่า อนุภาครับสัญญาณ ที่มีส่วนของโปรตีน Factor XIII บนผิวของมัน จะถูกดึงดูดจากกระบวนการเกิดลิ่มเลือดที่เกิดขึ้นบริเวณเซลล์เนื้อร้าย ซึ่งในที่สุดแล้ว ยา ที่บรรจุอยู่ในอนุภาครับสัญญาณ จะถูกนำส่งไปส่งให้บริเวณเนื้อร้าย โดยจากการทดลองพบว่าปริมาณยาที่ถูกนำไปส่งบริเวณเนื้อร้ายเพิ่มขึ้นมากกว่าวิธีเดิมได้ถึง 40 เท่า

วิธีนี้ดีขึ้นมากกว่าการใช้อนุภาคนาโนแบบอื่นๆ ที่เคยถูกนำเสนอมา ซึ่งโดยปกติแล้ว วิธีใช้อนุภาคนาโนชนิดอื่นๆ จะสามารถเพิ่มปริมาณยาที่นำส่งได้ประมาณ 2-7 เท่า Omid Farokhzad กล่าว “สิ่งที่ค้นพบใหม่ในที่นี้ก็คือ ระบบที่กระตุ้นให้ร่างกายสร้างสิ่งแวดล้อมที่ช่วยให้เกิดการสะสมของอนุภาคนาโน”

ความซับซ้อนของการเกิดลิ่มเลือด

“นี่เป็นการเดินที่มาถูกทางแล้ว” Farokhzad กล่าว “สำหรับเรื่องการคิดค้น แต่ว่ายังคงเหลืองานอีกมากมายสำหรับใช้ประโยชน์ของการค้นพบนี้ในระดับคลีนิค”

ความท้าทายแรกก็คือเราจะต้องมั่นใจว่าอนุภาคนาโน ได้ไปกระตุ้น และทำให้เกิดลิ่มเลือดเฉพาะบริเวณของเซลล์เนื้อร้ายที่เราต้องการเท่านั้น เพราะว่าโดยปกติแล้วผู้ป่วยที่เป็นโรงมะเร็งจะมีโอกาสที่จะเกิดลิ่มเลือดได้ในทุกๆ ส่วนในร่างกาย Anil Sood นักมะเร็งวิทยากล่าวว่า “ถ้าคุณต้องการที่จะกระตุ้นให้เลือดจับตัวเป็นก้อน คุณจะต้องจำเพาะจงเฉพาะบริเวณที่ต้องการเท่านั้น เพื่อที่จะไม่ก่อให้เกิดความเสียหายที่บริเวณอื่นๆ ของร่างกาย”

Bhatia สารภาพว่าระบบที่เธอเสนอนั้นเป็นระบบที่ค่อนข้างซับซ้อน โดยที่ทีมงานของเธอกำลังพัฒนางานนี้เพื่อให้ระบบมันง่ายขึ้น แต่ทว่า โรคมะเร็ง เป็นโรคที่ซับซ้อน Dan Peer นักเทคโนโลยีระดับนาโน กล่าวว่า “บางที่ผลลัพท์อาจจะไม่ง่ายอย่างที่คิดก็ได้”

ที่มา: https://www.nature.com/news/2011/110619/full/news.2011.374.html
อ้างอิง
[1] von Maltzahn, G. et al. Nature Materials advance online publication doi:10.1038/nmat3049 (2011).

Stay Connected

16,985แฟนคลับชอบ
2,458ผู้ติดตามติดตาม

Press release

Advertorial

Related News

ทิ้งคำตอบไว้

Please enter your comment!
Please enter your name here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.