باکتری‌های انفجاری سلول‌های سرطانی را نابود می‌کنند!
روزی می‌رسد که یک سلول مجهز به حباب‌های مخصوص هنگام برخورد با پرتو فراصوت منفجر شده و سلول‌های سرطانی اطراف خود را نابود می‌کند. محققان موسسه فناوری کلتک(Caltech) این ایده را در آزمایشگاه مورد بررسی قرار دادند و نتیجه تحقیقات خود را این هفته در مجله‌ی “نیچر تکنولوژی”(Nature Nanotechnology) منتشر کرده‌اند.
به نقل از پاپ‌سای، برای انجام چنین عملیاتی نیاز به حباب‌های کوچک پروتئینی است که زیست‌شناسان آنها را “کیسه گازدار”(gas vesicles) می‌نامند.
برخی از باکتری‌ها و آغازیان توانایی ژنتیکی ایجاد این ساختارها را دارند. برای مثال اگر یک میکروب بخواهد به سطح بیاید می‌تواند چندین کیسه گازدار ایجاد کند تا به حالت شناور در آمده و به سمت بالا حرکت کند و اگر بخواهد به اعماق حرکت کند می‌تواند چندین کیسه گازدار را بترکاند و به سمت پایین حرکت کند.
کیسه‌های گازدار ساختارهایی قدیمی هستند. برخی از دانشمندان معتقدند این کیسه‌ها در دریاهای اولیه زمین در حدود سه میلیارد سال قبل شکل گرفته‌اند. اکنون در قرن ۲۱ دانشمندان از این کیسه‌های گازدار برای اهداف درمانی استفاده می‌کنند.
آنها قادرند با مهندسی ژنتیک میکروب‌ها را وارد بدن کنند به گونه‌ای که با دستگاه‌های سونوگرافی قابل ردیابی و تشخیص باشند.
کیسه‌های گازی قابلیت‌های دیگری نیز دارند. به طور معمول با ترکیدن این کیسه‌ها، گاز درون آنها به آرامی خارج می‌شود اما محققان دریافتند که با هدایت این گازها با امواج فراصوت می‌توان باعث رشد هرچه بیشتر حباب‌ها شد به طوری که با ترکیدن آن موج شدیدی ایجاد شود.
این فرآیند مشابه روشی است که برای تمیز کردن جواهرات مورد استفاده قرار می‌گیرد. نویسندگان این مقاله به این فکر افتادند که آیا می‌توان از این موج برای از بین بردن تومورها استفاده کرد یا خیر. در حالی که می‌توان سلول‌ها را به گونه‌ای مهندسی کرد که کیسه‌های گازی تولید کنند، بنابراین شاید بتوان آنها را به سلول‌هایی تبدیل کرد که هر لحظه آماده فعال شدن با اشعه فراصوت هستند.
“میخائیل شاپیرو”(Mikhail Shapiro)، مهندس شیمی از موسسه کلتک که در این تحقیقات حضور داشته می‌گوید: اکنون این سلول تبدیل به یک عامل انفجاری می‌شود.
ابتدا محققان باید قابلیت انفجار این کیسه‌های گازدار را آزمایش می‌کردند. آنها یک کیسه گازدار را به همراه یک سلول گلیوبلاستوما درون ظرف آزمایش قرار دادند. گلیوبلاستوما شایع‌ترین تومور بدخیم در نخاع و مغز است. پس از آن که آنها این ظرف آزمایش را تحت اشعه فراصوت قرار دادند در عرض چندین ثانیه شاهد درهم‌ریختگی گسترده‌ای بودند که نشان از فعالیت کیسه‌های گازدار می‌داد.
سپس محققان این فرآیند را در موش‌های مبتلا به سرطان آزمایش کردند. محققان باکتری ای‌کولی(E. coli) را که ژن‌های آنها برای ایجاد کیسه‌های گازدار اصلاح شده بود به آنها تزریق کردند.
پس از گذشت پنج روز آنها موش‌ها را تحت امواج فراصوت قرار دادند. در آن زمان باکتری‌ها درون تومورها قرار گرفته بودند. پس از گذشت دو هفته از درمان با امواج فراصوت، تومورهایی که تحت درمان قرار گرفته بودند سه برابر کندتر از سایر تومورها رشد می‌کردند و موش‌هایی که تحت درمان قرار گرفته بودند به طور متوسط دو برابر بیشتر از همتایان خود زنده ماندند.
این اولین باری نیست که دانشمندان از حباب‌های کوچک درون بدن انسان استفاده می‌کنند. این حباب‌های کوچک که اندازه‌ای مشابه گلبول‌های قرمز دارند ریزحباب نامیده می‌شوند و برای دهه‌ها به عنوان راهی برای دارورسانی به بدن مورد استفاده قرار گرفته‌اند. محققان توانایی این باکتری‌ها را در دارورسانی برای درمان بیماری‌های مثل بیماری روده مورد آزمایش قرار داده‌اند. اما هنوز تا تایید شدن این روش توسط سازمان غذا و دارو راه زیادی در پیش است و هنوز برخی دانشمندان به این روش اطمینان ندارند.
“مارک بوردنش”(Mark Borden) مهندس زیست‌شناسی از دانشگاه کلرادو(Colorado) که در این تحقیقات شرکت نداشته می‌گوید: می‌توانید این درمان را هر زمان که می‌خواهید فعال و غیرفعال کنید و هر میزان که می‌خواهید تحت درمان قرار بگیرید. چنین موضوعی در روش‌های درمانی نادر است.
علاوه بر آن همیشه نمی‌توان از رسیدن درمان به سلول‌های سرطانی در مکان مناسب اطمینان حاصل کرد اما محققان موسسه کلتک میکروب‌هایی را مورد استفاده قرار داده‌اند که به طور طبیعی تمایل دارند وارد سلول‌های سرطانی شوند و کیسه‌های گازدار را به مکان مورد نظر ببرند.
با این وجود انجام چنین فرآیندی در آزمایشگاه چالش بزرگی است و رساندن آن به مرحله‌ای که توسط پزشکان مورد استفاده قرار بگیرد دشوارتر نیز هست. محققان هنوز راه زیادی در پیش دارند برای مثال آنها باید از عدم واکنش سیستم ایمنی در برابر میکروب‌های حامل کیسه گاز اطمینان حاصل کنند و علاوه بر آن مطمئن شوند که این کیسه‌ها آسیبی به بافت‌های غیرسرطانی نمی‌رسانند. بنابراین باید آزمایش‌های بیشتری بر روی حیوانات از جمله جوندگان، خوک‌ها و پستانداران انجام شود.
منبع: ايسنا
برخی از باکتری‌ها و آغازیان توانایی ژنتیکی ایجاد این ساختارها را دارند. برای مثال اگر یک میکروب بخواهد به سطح بیاید می‌تواند چندین کیسه گازدار ایجاد کند تا به حالت شناور در آمده و به سمت بالا حرکت کند و اگر بخواهد به اعماق حرکت کند می‌تواند چندین کیسه گازدار را بترکاند و به سمت پایین حرکت کند.
کیسه‌های گازدار ساختارهایی قدیمی هستند. برخی از دانشمندان معتقدند این کیسه‌ها در دریاهای اولیه زمین در حدود سه میلیارد سال قبل شکل گرفته‌اند. اکنون در قرن ۲۱ دانشمندان از این کیسه‌های گازدار برای اهداف درمانی استفاده می‌کنند.
آنها قادرند با مهندسی ژنتیک میکروب‌ها را وارد بدن کنند به گونه‌ای که با دستگاه‌های سونوگرافی قابل ردیابی و تشخیص باشند.
کیسه‌های گازی قابلیت‌های دیگری نیز دارند. به طور معمول با ترکیدن این کیسه‌ها، گاز درون آنها به آرامی خارج می‌شود اما محققان دریافتند که با هدایت این گازها با امواج فراصوت می‌توان باعث رشد هرچه بیشتر حباب‌ها شد به طوری که با ترکیدن آن موج شدیدی ایجاد شود.
این فرآیند مشابه روشی است که برای تمیز کردن جواهرات مورد استفاده قرار می‌گیرد. نویسندگان این مقاله به این فکر افتادند که آیا می‌توان از این موج برای از بین بردن تومورها استفاده کرد یا خیر. در حالی که می‌توان سلول‌ها را به گونه‌ای مهندسی کرد که کیسه‌های گازی تولید کنند، بنابراین شاید بتوان آنها را به سلول‌هایی تبدیل کرد که هر لحظه آماده فعال شدن با اشعه فراصوت هستند.
“میخائیل شاپیرو”(Mikhail Shapiro)، مهندس شیمی از موسسه کلتک که در این تحقیقات حضور داشته می‌گوید: اکنون این سلول تبدیل به یک عامل انفجاری می‌شود.
ابتدا محققان باید قابلیت انفجار این کیسه‌های گازدار را آزمایش می‌کردند. آنها یک کیسه گازدار را به همراه یک سلول گلیوبلاستوما درون ظرف آزمایش قرار دادند. گلیوبلاستوما شایع‌ترین تومور بدخیم در نخاع و مغز است. پس از آن که آنها این ظرف آزمایش را تحت اشعه فراصوت قرار دادند در عرض چندین ثانیه شاهد درهم‌ریختگی گسترده‌ای بودند که نشان از فعالیت کیسه‌های گازدار می‌داد.
سپس محققان این فرآیند را در موش‌های مبتلا به سرطان آزمایش کردند. محققان باکتری ای‌کولی(E. coli) را که ژن‌های آنها برای ایجاد کیسه‌های گازدار اصلاح شده بود به آنها تزریق کردند.
پس از گذشت پنج روز آنها موش‌ها را تحت امواج فراصوت قرار دادند. در آن زمان باکتری‌ها درون تومورها قرار گرفته بودند. پس از گذشت دو هفته از درمان با امواج فراصوت، تومورهایی که تحت درمان قرار گرفته بودند سه برابر کندتر از سایر تومورها رشد می‌کردند و موش‌هایی که تحت درمان قرار گرفته بودند به طور متوسط دو برابر بیشتر از همتایان خود زنده ماندند.
این اولین باری نیست که دانشمندان از حباب‌های کوچک درون بدن انسان استفاده می‌کنند. این حباب‌های کوچک که اندازه‌ای مشابه گلبول‌های قرمز دارند ریزحباب نامیده می‌شوند و برای دهه‌ها به عنوان راهی برای دارورسانی به بدن مورد استفاده قرار گرفته‌اند. محققان توانایی این باکتری‌ها را در دارورسانی برای درمان بیماری‌های مثل بیماری روده مورد آزمایش قرار داده‌اند. اما هنوز تا تایید شدن این روش توسط سازمان غذا و دارو راه زیادی در پیش است و هنوز برخی دانشمندان به این روش اطمینان ندارند.
“مارک بوردنش”(Mark Borden) مهندس زیست‌شناسی از دانشگاه کلرادو(Colorado) که در این تحقیقات شرکت نداشته می‌گوید: می‌توانید این درمان را هر زمان که می‌خواهید فعال و غیرفعال کنید و هر میزان که می‌خواهید تحت درمان قرار بگیرید. چنین موضوعی در روش‌های درمانی نادر است.
علاوه بر آن همیشه نمی‌توان از رسیدن درمان به سلول‌های سرطانی در مکان مناسب اطمینان حاصل کرد اما محققان موسسه کلتک میکروب‌هایی را مورد استفاده قرار داده‌اند که به طور طبیعی تمایل دارند وارد سلول‌های سرطانی شوند و کیسه‌های گازدار را به مکان مورد نظر ببرند.
با این وجود انجام چنین فرآیندی در آزمایشگاه چالش بزرگی است و رساندن آن به مرحله‌ای که توسط پزشکان مورد استفاده قرار بگیرد دشوارتر نیز هست. محققان هنوز راه زیادی در پیش دارند برای مثال آنها باید از عدم واکنش سیستم ایمنی در برابر میکروب‌های حامل کیسه گاز اطمینان حاصل کنند و علاوه بر آن مطمئن شوند که این کیسه‌ها آسیبی به بافت‌های غیرسرطانی نمی‌رسانند. بنابراین باید آزمایش‌های بیشتری بر روی حیوانات از جمله جوندگان، خوک‌ها و پستانداران انجام شود.
منبع: ايسنا