محققان نانوذرات را به‌ گونه‌ای مهندسی کردند که با جذب انرژی، الکترون‌هایی را آزاد می‌کنند که می‌توانند به ساختار DNA تومور سرطانی آسیب برسانند.

به گزارش پایگاه خبری فناوری نانو ایران، نتایج بررسی محققان نشان داده است که نانوذرات جدیدی که آن‌ها ساخته‌اند و حاوی ید هستند، سلول‌های سرطانی را از بین می‌برند و باعث آسیب رسیدن به DNA این سلول‌ها می‌شوند. یافته‌های مربوط به آزمایش‌های برون‌تنی محققان در نشریه Scientific Reports به چاپ رسیده است.

درمان فعال‌سازی فوتون (PAT) به دلیل توانایی اشعه ایکس در آزاد کردن الکترون‌هایی با اثرات آسیب رساننده به DNA، به‌ عنوان یک درمان بالقوه سرطان در حال بررسی است.

فویوهیکو تامانوئی از موسسه دانشگاه کیوتو می‌گوید: «قرار گرفتن یک فلز در معرض نور منجر به آزاد شدن الکترون می‌شود، پدیده‌ای که به آن اثر فوتوالکتریک گفته می‌شود. توضیح این پدیده توسط آلبرت انیشتین در سال ۱۹۰۵ خبر از تولد فیزیک کوانتوم داد.»

با این حال، نگرانی شناخته شده در مورد پرتودرمانی سرطان این است که در مرکز تومورها، جایی که به دلیل کمبود رگ‌های خونی نافذ، سطح اکسیژن پایین است، این فناوری چندان موثر نیست. وقتی اشعه ایکس به داخل سلول می‌رسد، به اکسیژن نیاز دارد تا گونه‌هایی از اکسیژن که بسیار فعال است تولید شود و این گونه‌ها به DNA تومور آسیب برساند.

نانوذرات حاوی عناصری مانند گادولینیوم، ید، طلا و نقره به‌ دلیل توانایی جذب سلول‌های سرطانی و قرار گرفتن در هسته سلول، تولید شده‌اند. علاوه‌ بر این، نفوذپذیری و ماندگاری افزایش یافته (اثر EPR) باعث می‌شود که نانوذرات در سلول‌های تومور جمع شوند اما سلول‌های سالم فاقد این نانوذرات باشند.

هنگامی که اشعه ایکس به بافت تومور حاوی نانوذرات حامل ید تابانده می‌شود، ید الکترون‌هایی را آزاد می‌کند که DNA را می‌شکند و سلول‌های سرطانی را از بین می‌برد.

تیمی از محققان ژاپنی و آمریکایی بر اساس خواص پرتو درمانی و برای غلبه بر محدودیت‌های درمان‌های PAT فعلی، نانوذرات متخلخل و حامل ید را تولید کردند.

این تیم قبلاً تشخیص داده بود که نانوذرات پر شده با گادولینیوم می‌توانند سلول‌های سرطانی را در هنگام تابش با ۵۰٫۲۵ کیلو الکترون‌ولت اشعه ایکس تولید شده توسط سنکروترون را از بین ببرند. اما ید استفاده شده در مطالعه حاضر ارزان‌تر از گادولینیوم است و الکترون‌ها را در سطح انرژی پایین‌تر آزاد می‌کند.

محققان پس از طراحی و توصیف نانوذرات، آن‌ها را از طریق اسفروئیدهای تومور، بافت سه‌بعدی حاوی سلول‌های سرطانی متعدد، پراکنده کردند. سلول‌های سرطانی تخمدان که پروتئین فلورسنت سبز در آن‌ها بیان شده، روی صفحه مخصوصی رشد کردند.

این تیم با اسکن و میکروسکوپ الکترونی عبوری، تأیید کردند که نانوذرات به‌ طور موثر در تومور جذب شده و به‌طور مساوی در کل آن توزیع می‌شوند.

تابش اسفروئیدها به مدت ۳۰ دقیقه با اشعه ایکس در سطح انرژی ۳۳٫۲ keV منجر به تخریب کامل آن‌ها در مدت سه روز شد. همچنین مشخص شد که این، انرژی بهینه اشعه ایکس مورد نیاز برای از بین بردن سلول‌های سرطانی است.