تولید سم کشنده درون سلول‌های سرطانی با استفاده از مونوکسید کربن

محققان ژاپنی با بهره‌گیری از ویژگی‌های بیوشیمیایی تومورها، موفق به توسعه استراتژی جدیدی شده‌اند که در آن سلول‌های سرطانی به جای قربانی، به کارخانه تولید سم علیه خود تبدیل می‌شوند. این رویکرد نوآورانه با استفاده از مونوکسید کربن موجود در تومور، امکان تولید مستقیم داروهای کشنده را درون هدف فراهم می‌کند.

تحول در درمان سرطان با استفاده از مونوکسید کربن

یکی از چالش‌های بنیادین در شیمی‌درمانی سنتی، عدم توانایی در تفکیک سلول‌های سالم از بدخیم است که منجر به عوارض جانبی شدید می‌شود. اما پژوهشگران موسسه RIKEN در ژاپن، مسیر متفاوتی را برگزیده‌اند.

آن‌ها دریافتند که بسیاری از انواع سلول‌های سرطانی به طور طبیعی مقادیر غیرمعمولی از گاز مونوکسید کربن تولید می‌کنند. این تفاوت بیولوژیکی، فرصتی طلایی برای طراحی یک سیستم داروسازی هوشمند فراهم آورده است که تنها در حضور این گاز فعال می‌شود.

مکانیسم عملکرد کاتالیزورهای محافظت‌شده

برای تبدیل این گاز به سلاحی علیه سرطان، تیم تحقیقاتی به رهبری کاتسونوری تاناکا از ترکیبات پالاداسیکل استفاده کردند. این ترکیبات قادرند با مونوکسید کربن واکنش داده و مولکول سمی فنانتریدینون را تولید کنند.

برای جلوگیری از غیرفعال شدن کاتالیزور توسط مواد دفاعی بدن مانند گلوتاتیون، دانشمندان از یک راهکار هوشمندانه بهره بردند:

• محصور کردن کاتالیزور فلزی درون پروتئین آلبومین
• ایجاد پوشش محافظ برای عبور ایمن از جریان خون
• فعال‌سازی واکنش شیمیایی صرفاً در محیط غنی از مونوکسید کربن تومور

نتایج آزمایش‌های آزمایشگاهی و ایمنی سیستم

در بررسی‌های انجام شده بر روی رده‌های سلولی سرطان کبد، دهانه رحم، سینه و ریه، نتایج نشان داد که تولید دارو تنها در سلول‌های هدف رخ می‌دهد. آزمایش‌ها حاکی از آن بود که سیستم طراحی شده در جریان خون فعال نمی‌شود، زیرا مونوکسید کربن در خون به پروتئین هموگلوبین متصل است و در دسترس کاتالیزور قرار نمی‌گیرد.

این ویژگی ایمنی، احتمال آسیب به بافت‌های سالم را به شدت کاهش می‌دهد. با این حال، محققان تاکید دارند که برای تایید نهایی ایمنی، انجام مطالعات بر روی مدل‌های حیوانی ضروری است.

در نهایت، این دستاورد علمی می‌تواند فصل جدیدی در درمان سرطان باز کند؛ جایی که به جای تزریق مواد سمی به کل بدن، از خودِ فرآیندهای بیماری برای نابودی آن استفاده می‌شود.