نانوذرات هوشمند: رویکردی نوین برای تشخیص و درمان بیماری‌های قلبی بدون دارو

توسعه نانوذرات هوشمند برای مبارزه با تصلب شرایین

محققان موسسه تحقیقات بهداشتی و پزشکی استرالیای جنوبی (SAHMRI) با همکاری دانشمندانی از تورنتو، سیدنی و ملبورن، نانوذراتی به نام پورفیرین-لیپید (Por-NPs) را مهندسی کرده‌اند. این نانوذرات تنها ۲۰ نانومتر عرض دارند و با پپتیدی به نام R4F پوشانده شده‌اند که آنها را به سمت ماکروفاژها هدایت می‌کند. ماکروفاژها سلول‌های ایمنی هستند که کلسترول را در دیواره‌های شریان جذب می‌کنند. تجمع بیش از حد کلسترول در این سلول‌ها منجر به تورم و تبدیل شدن آنها به سلول‌های فومی می‌شود که به تجمع پلاک و التهاب کمک می‌کند.

دکتر ویکتوریا نانکیول، سرپرست این مطالعه از SAHMRI، اظهار داشت: «یکی از چالش‌های کلیدی در درمان تصلب شرایین این است که التهاب باعث تجمع پلاک می‌شود و یک چرخه معیوب ایجاد می‌کند. نانوذرات ما به شکستن این چرخه کمک می‌کنند که می‌تواند منجر به نتایج بلندمدت بهتری برای بیماران شود.»

مکانیسم عمل و ویژگی‌های منحصر به فرد

تصلب شرایین، که تجمع پلاک‌های چرب و ملتهب در شریان‌ها است، یکی از علل اصلی حملات قلبی و سکته مغزی محسوب می‌شود. در حالی که داروهایی مانند استاتین‌ها خطر را کاهش می‌دهند، اما قادر به شناسایی یا کوچک کردن مستقیم پلاک‌های خطرناک پس از تشکیل نیستند.

نانوذرات Por-NPs دارای دو ویژگی اصلی هستند:

• قابلیت ردیابی: هسته پورفیرین-لیپید به طور طبیعی زیر نور خاصی می‌درخشد و همچنین می‌توان آنها را با ایزوتوپ رادیواکتیو مس-۶۴ برچسب‌گذاری کرد. این امکان ردیابی ذرات در بافت زنده و تشخیص علائم اولیه بیماری قلبی را فراهم می‌کند.
• کاهش التهاب و کلسترول: هنگامی که نانوذرات توسط ماکروفاژها جذب می‌شوند، به این سلول‌ها کمک می‌کنند تا مقداری از کلسترول ذخیره شده خود را تخلیه کرده و پاسخ التهابی طبیعی را سرکوب کنند.

نتایج امیدوارکننده در مطالعات حیوانی

در این مطالعه، محققان از موش‌های مستعد تصلب شرایین که با رژیم غذایی پرچرب تغذیه شده بودند، استفاده کردند. نتایج پس از درمان با نانوذرات بسیار امیدوارکننده بود:

• در موش‌هایی با علائم اولیه تصلب شرایین، نانوذرات ۲۳ درصد اندازه پلاک را کاهش دادند.
• در موش‌هایی با شرایط پیشرفته‌تر و پلاک‌های ناپایدار، درمان اندازه پلاک را ۵۲ درصد کاهش داد.

علاوه بر این، نانوذرات فعالیت سیستم ایمنی که باعث رشد پلاک می‌شود را نیز تغییر دادند:

• سطح مونوسیت‌ها (گلبول‌های سفید التهابی خون) ۳۲ درصد کاهش یافت.
• تعداد مونوسیت‌ها در داخل خود پلاک‌ها ۸۱ درصد کاهش یافت.
• ژن‌هایی که معمولاً التهاب را در دیواره‌های شریانی ایجاد می‌کنند، کاهش یافتند.

نانکیول افزود: «این نانوذرات نه تنها پلاک شریانی را در شریان‌ها تشخیص می‌دهند، بلکه می‌توانند آن را جذب کرده و به کبد ببرند و التهاب را کاهش دهند.»

بیشتر نانوذرات پس از انجام وظیفه خود در شریان‌ها، در کبد جذب شده و کلسترول حمل شده را پردازش کردند، دقیقاً مانند عملکرد طبیعی این اندام. هیچ مدرکی مبنی بر تجمع مضر در کبد یافت نشد که نشان‌دهنده عملکرد صحیح سیستم پاکسازی کلسترول است.

آینده نانوپزشکی و بیماری‌های قلبی

اگرچه این درمان هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارد، اما فناوری نانوذرات پتانسیل بالایی برای استفاده در کنار درمان‌های موجود جهت مدیریت بهتر بیماری‌های قلبی دارد. در آینده، Por-NPها می‌توانند به متخصصان قلب راهی برای مشاهده و درمان پلاک‌های خطرناک قبل از ایجاد عوارض جدی ارائه دهند.

این پیشرفت همچنین به حوزه رو به رشد نانوپزشکی می‌افزاید که در حال حاضر برای درمان سرطان، بیماری‌های عفونی، اختلالات عصبی و دیابت، و همچنین ایفای نقش کلیدی در تصویربرداری پزشکی پیشرفته‌تر مورد بررسی قرار می‌گیرد. این تحقیق در مجله معتبر Materials Today Bio منتشر شده است.