انفجار کنترل شده بمب نانوذره‌ای درون سلول‌های سرطانی

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، پژوهشگران دانشگاه «لودوینگ ماکسیمیلیانز» در مونیخ موفق به سنتز نانوذراتی شدند که می‌توان آن‌ها را با تغییر pH تحریک کرد تا دوز مرگباری از آهن یونیزه را داخل سلول رهاسازی کنند. سازوکار این فناوری می‌تواند راهبرد جدیدی برای حذف سلول‌های تومور سرطانی باز کند.

یون‌ها در تمام جنبه‌های زیست‌شناسی سلولی نقش اساسی دارند، آن‌ها آبشارهای سیگنال‌دهی را ایجاد کرده که در ادامه، فعالیت‌های آنزیمی و همچنین pH فضای میان سلولی را نیز تنظیم کنند. غلظت یون‌های آزاد اهمیت زیادی دارد و هر تغییر ناگهانی آن‌ها می‌تواند موجب مرگ سلول شود.

با این حال، دستکاری سازوکار مربوط به تغییر غلظت این یون‌ها در سلول بسیار پیچیده بوده و به سادگی نمی‌توان این کار را انجام داد. یکی از دلایل این موضوع، توانایی سلول برای مسدود کردن مسیر ورود یون‌ها در صورت تشخیص وجود مازاد یون است. در نتیجه سلول‌ها به‌طور موثری در برابر تلاش برای دستکاری سطح یونی داخل سلول‌ها مقاومت می‌کنند.

این گروه تحقیقاتی آلمانی نانوذراتی تولید کرده‌اند که به سرعت باعث آزاد شدن مقدار زیادی یون آهن در سلول می‌شود و در نتیجه میزان این یون‌ها به‌صورت کنترل شده افزایش یافته و این به نوبه خود موجب مرگ سلول‌های التهابی در فرآیندی موسوم به پیروپتوز می‌شود. در واقع در این سازوکار از پیروپتوز برای از بین بردن سلول‌های سرطانی و ایجاد یک واکنش ایمنی در برابر سرطان استفاده می‌شود.

رهایش سریع یون‌ها به دلیل خواص ساختاری نانوذراتی موسوم به چارچوب‌های آلی فلزی است. فضای میانی این چارچوب‌ها موجب شده تا فضا برای مواد دیگر ایجاد شود. این ساختار از اتصال شش ضلعی‌های کوچک به هم و اتصال از طریق مولکول‌های پیونددهنده به‌وجود می‌آیند. این نانوذرات با استفاده از لیپیدها پوشانده می‌شوند تا توسط سلول‌ها بلعیده شوند.

پس از ورود به داخل سلول، نانوذرات وارد اندامی به نام لیزوزوم شده جایی که تخریب می‌شوند. pH محیط در سرعت تخریب این ساختارها نقش اساسی دارد.

نتایج این پروژه در نشریه Advanced Materials به چاپ رسیده است.