گروهی از پژوهشگران در آمریکا دریافته‌اند که پپتیدهای (peptide)[۱] کوچک مصنوعی می‌توانند به نانودانه‌های دارویی کمک کنند تا سامانه ایمنی همیشه‌بیدار بدن را دور بزنند.

برای کارکرد موثر داروها و عوامل عکسبرداری، باید آن‌ها را به سلول‌های بیمار یا تومورهایی رساند که بدان‌ها نیاز بیشتری دارند. اگرچه دانشمندان در حال توسعه نانوذراتی برای رساندن دارو به جای درست هستند اما همه مولکول‌های درمانی یک دشمن مرگبار دارند: سامانه ایمنی. ماکروفاژهای آن طراحی شده‌اند تا مولکول‌های مزاحم در خون را شناسایی و در فرآیندی به نام بیگانه‌خواری آن‌‌ها را نابود کنند.

پژوهشگرانی در دانشگاه پنسیلوانیا در فیلادلفیا روشی برای توقف نابودسازی نانوذرات داروبر توسط ماکروفاژ‌ها یافته‌اند. آن‌ها تکه‌ای کوچکی از پروتئین غشایی با نام CD47 طراحی کرده‌اند که ماکروفاژها آن را امن می‌دانند. یعنی مولکلو‌ل‌های حاوی CD47 می‌توانند از ماکروفاژها عبور کنند و به سلول‌های خونی برسند.

زیست‌فیزیکدان، دنیس دیشر (Dennis Discher) که تحقیق را رهبری کرد، می‌گوید وقتی کار گروه دیگری را درباره ساختار CD47 دید، به او الهام شد: «من تکه کوچکی از CD47 را دیدم که می‌توانستیم آن را خارج کنیم و بسازیم.» این تکه از CD47 است که به پروتئين گیرنده ماکروفاژ می‌چسبد و به ماکروفاژ اجازه می‌دهد تا پروتئین و بار آن وارد سلولی شوند که ماکروفاژ از آن حفاظت می‌کند.

پرش از روی موانع!

با استفاده از شبیه‌سازی رایانه‌ای برای اطمینان از این که تکه CD47 به درستی تاخورده و پایدار است، گروه یک پپتید ۲۱ آمینواسیدی بر اساس این تکه ساخت. سپس پپتید را به نانودانه‌های پلیراسترین تجاری چسباند. دانه‌ها رنگ(یا فلورفور)ی را حمل می‌کردند که زیر طیف‌سنجی فلورسنس معلوم می‌شوند.

دانه‌های همراه با پپتید به همراه همان مقدار از دانه‌ها با فلورفور رنگی متفاوت اما بدون پپتید به موش تزریق شدند. بعد از نیم ساعت، مقدار دانه‌های با پپتید در خون موش چهار برابر بیشتر از دانه‌های دیگر بود؛ یعنی تعداد دانه‌های پپتیدی بیشتری از پدافند ماکروفاژها گریخته بودند.

گروه سپس به موش‌های توموردار پرداخت و دید که نانودانه‌های پپتیدی فلورسنت در تومورها جمع شده‌اند. نانوذرات‌ها به خاطر ساختار  تصادفی تومورها و نشت رگ‌های خونی تمایل دارند تا در تومورها متراکم شوند. نانوذرات از طریق رگ‌های خونی جاری شده و به تومور می‌چسبند.

چون نانودانه‌های پپتیدی در خون چرخ می‌زنند، دیشر و گروهش نیز نانودانه‌ها را با داروی ضدسرطان پاکلیتاکسل (paclitaxel) برچسب زدند. آن‌ها دیدند که سامانه حمل پپتیدی تومورها را همانند حامل‌های پاکلیتاکسل، کوچک می‌کند اما اثرات جانبی آن را ندارد.

نیل بارکلی (Neil Barclay) از دانشگاه آکسفورد عضوی از گروهی بود که کارشان در مورد ساختار CD47 ایده کار را به دیشر الهام کرد. وی می‌گوید تحقیق دیشر «تر و تمیز است. راه جدیدی است برای توقف سامانه ایمنی از بیگانه‌خواری داروها و ذرات».

دیشر امید دارد که این سامانه بتواند در  ساخت نانودانه‌های سفارشی به کار رود و در کار گروه او محدود نگردد. او می‌گوید:«می‌خواهیم آن را دردسترس و تجدیدپذیر کنیم.»

[۱] پپتید: با ترکیب گروه آمینو یک آمینو اسید با گروه کربکسیلی اسید دیگر، آمیدی حاصل می‌شود که به آن پپتید می‌گویند.

منبع: Stealth nanoparticles sneak past immune system’s defences

مرجع: Rodriguez, P. L. et al. Science 339, 971–975 (2013).