نانومواد برچسب‌گذاری رادیویی برای توسعه کارآمد داروهای نانوپزشکی
این حوزه ابتکاری همیشه در حال پیشرفت است و نیازهای پزشکی برآورده نشده را با ظرفیت‌های مختلف خود برطرف می‌کند. این مقاله بینشی از نانومواد و نحوه استفاده از برچسب‌گذاری رادیویی این مواد کلیدی برای توسعه کارآمد داروها ارائه می‌دهد.
نانومواد که به یک حوزه گسترده در فناوری نانو تبدیل شده‌اند بسته به ویژگی‌های نوری، مغناطیسی و الکترونیکی خود، می‌توانند طیف گسترده‌ای از کاربردها را در زمینه‌های مختلف ارائه دهند. توانایی تنظیم این ذرات به آن‌ها این امکان را می‌دهد که ویژگی‌های فیزیوشیمیایی و فارماکوکینتیکی سازگار را برای اهداف مختلف داشته باشند. این یک مزیت مهم در پزشکی است؛ زیرا نانوذرات و نانومواد می‌تواند برای هدف قرار دادن نواحی خاص بدخیم مورد استفاده قرار گیرد که برای ارتقای اثربخشی درمانی ضروری هستند.
استفاده از این ذرات در داخل کپسوله‌سازی نانوذرات دارویی با توانایی نانوذرات مختلف در انتقال داروها به محل مورد نظر تضمین می‌کند که بافت سالم حفظ می‌شود و چشم‌اندازی امیدبخش را فراهم می‌کند. این اثر نفوذپذیری و احتباس افزایش یافته (EPR) می‌تواند نانوذرات را در بافت تومور بیش از بافت سالم به علت عروق نشتی و کاهش تخلیه لنفاوی تجمع دهد که به معنی اهمیت بیشتر آن‌ها در پزشکی است.
اندازه مواد نانو مقیاس امکان تعامل طبیعی‌تر با دیگر سلول‌های با اندازه مشابه در بدن را فراهم می‌کند و حرکت آن را در میان موانعی که به طور معمول برای داروهای خاص یک چالش محسوب می‌شود، تضمین می‌کند.
نانو مواد آلی و معدنی
نانومواد به صورت آلی و معدنی مشخص می‌شوند. نانومواد آلی از لیپوزوم‌ها، نانوذرات پروتئینی یا ویروسی و نانومواد پلیمری تشکیل شده است. نانومواد معدنی شامل گرافن یا نانومواد مبتنی بر کربن، آهن اکسید یا نانوذرات طلا یا نقاط کوانتومی می‌شود.
موارد استفاده از این انواع نانو مواد و ذرات می‌تواند متفاوت باشد، یک داروی بی‌هوشی مبتنی بر لیپوزوم یکی از اولین داروهای مبتنی بر نانوذرات است که توسط سازمان غذا و دارو (FDA) در سال ۱۹۸۹ تأیید شده‌است. از آن زمان به بعد، تعداد نانوداروهای تأیید بالینی شده برای دارورسانی و نیز تصویربرداری افزایش‌یافته است.
برچسب‌گذاری رادیویی
برچسب‌گذاری رادیویی، که نوعی برچسب گذاری ایزوتوپی است که می‌تواند برای پایش گسترده موادی مانند داروها مورد استفاده قرار گیرد تا به کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه کار و یا بینش بیشتر در مورد مسائل پزشکی که بیماران با آن مواجه هستند، کمک کند.
نانوذرات برچسب‌گذاری رادیویی را می‌توان به صورت یک ماده نانو ساختار با یک جز رادیونوکلویید ترسیم کرد؛ به دلیل کوچک بودن، ممکن است این تفاوت قابل توجهی در اندازه کلی ایجاد نکند، با این حال، برخی از برچسب‌ها وجود دارد که می‌تواند بر خصوصیات فیزیوشیمیایی نانوذره تأثیر بگذارد.
این مساله اهمیت استفاده از برچسب‌های رادیویی را نشان می‌دهد که یکپارچگی نانوذرات را حفظ می‌کند و هیچ تاثیری بر توانایی‌های فیزیوشیمیایی، توزیع بیولوژیکی و فارماکوکینتیک آن‌ها ندارد. انتخاب رادیونوکلوییدهای مورد استفاده برای نانوذرات برچسب‌گذاری رادیویی یا نانومواد ممکن است این توانایی را داشته باشد که بر نیمه‌عمر، شیوه پوسیدگی و واکنش بیولوژیکی تأثیر بگذارد. این امر باید در هنگام انتخاب نوع مناسب برچسب رادیویی در نظر گرفته شود.
لیگاندهای یونوفور می‌توانند به عنوان برچسب‌های رادیویی لیپوزوم‌ها و سایر نانوذرات مبتنی بر وزیکول استفاده شوند، که حاوی غشای دو لایه لیپیدی از طریق تشکیل یک کمپلکس با رادیومتال است که سپس به عنوان رادیو-یونوفور شناخته می‌شود.
کمپلکس رادیو-یونوفور یک رادیومتال را در داخل وزیکول رها می‌کند، که سپس به مولکول‌های کی لیت ساز در هسته وزیکول متصل می‌شود و به دام می‌افتد. نانو پزشکی لیپوزومی یکی از گسترده‌ترین سیستم‌های دارورسانی در داخل بدن است و از تنوع زیادی در روش‌های برچسب‌گذاری رادیویی از جمله برچسب‌های رادیویی در داخل هسته وزیکول گرفته تا روی سطح لیپوزوم‌ها استفاده می‌کند.
با این حال، انواع دیگر نانوذرات از جمله نانوذرات طلا نیز می‌توانند در نانوپزشکی مورد استفاده قرار گیرند؛ به منظور شناخت بیشتر در مورد مسیر مولکول‌ها و میل آن‌ها به نواحی بدخیم مانند بافت تومور از نانوذرات طلا دارای برچسب رادیویی استفاده می‌شود. این امر می‌تواند به عنوان یک مکانیسم دارورسانی هدفمند مورد استفاده قرار گیرد که از سمیت به بافت سالم جلوگیری می‌کند.
برچسب‌گذاری رادیویی برای توسعه دارو
برچسب‌گذاری رادیویی می‌تواند در بسیاری از روش‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرد، با این حال، پنج کاربرد اصلی عبارتند از:
- آزمایش فرمولاسیون‌های جدید و ارزیابی توانایی هدف‌گیری آن
- ارزیابی ترجمه بالینی و هدف قرار دادن بیماران با هدف داروی شخصی
- تشخیص بیماری
- استفاده از نانوذرات برچسب‌گذاری رادیویی به عنوان عوامل برچسب‌گذاری و ردیابی سلول در داخل بدن
- اهداف رادیوتراپی
اهداف رادیوتراپی
محققان دارو از برچسب‌های رادیویی برای تعیین نحوه متابولیسم داروی جدید هنگام عبور از طریق بدن بیمار استفاده می‌کنند.
استفاده از ایزوتوپ‌های کربن به عنوان یک برچسب رادیویی اجازه می‌دهد تا نانوذرات به راحتی از طریق تصویربرداری، بدون تغییر در نحوه رفتار یا خصوصیات دارو، راحت‌تر ردیابی شوند.
نظارت بر دارو به مراحل توسعه و آزمایش کمک می‌کند که سطح اثربخشی یک داروی خاص را برای یک هدف مشخص مورد ارزیابی قرار می‌دهد. یک نمونه شامل داروهایی است که به دلیل اندازه‌شان قادر به عبور از سد خونی مغزی نیستند و بنابراین پایش داروهای نانوپزشکی برای هدف قرار دادن تومورهای مغزی یک روش مؤثر در کشف روش‌های درمانی جدید است.
نانوپزشکی شخصی‌سازی‌شده به شاخه‌ای در حال رشد برای نانومواد و محصولات دارویی مبتنی بر نانومواد تبدیل شده‌است و از نانومواد دارای برچسب رادیویی می‌توان برای ارزیابی میزان تجمع هدف برای بیمارانی که تحت درمان دارویی قرار دارند، استفاده کرد. محققان می‌توانند از طریق تصویربرداری از داروهای نانو پزشکی در بیماران، تشخیص دهند که کدام بیماران به داروها واکنش نشان می‌دهند و جذب واسط EPR در بافت تومور یا مکان‌های التهابی را ایجاد می‌کنند.
آینده پزشکی شخصی‌سازی‌شده ممکن است به دلیل کاربردهای متنوع آن برای کمک به تشخیص و توسعه دارو در زمینه فناوری نانو و نانوپزشکی باشد. برچسب‌گذاری رادیویی نانومواد می‌تواند به تولید داروهای نانوپزشکی کمک کند که می‌تواند باعث افزایش سطح اثربخشی درمان‌های مختلف از کاهش التهاب گرفته تا درمان هدفمند سرطان شود.
این امر که یک رویکرد سیستمی است و روی همه سلولها تأثیر می‌گذارد می‌تواند کیفیت زندگی بیمارانی که با این روش درمانی در مقابل شیمی‌درمانی یا رادیوتراپی قادر به حفظ بافت سالم خود هستند را افزایش دهد. در حالی که مراقبت از بیمار بهترین اولویت است، درمان‌های دارویی مبتنی بر نانومواد و توسعه مرتبط با آن‌ها نیز باید در اولویت باشد.
درباره نویسنده «مرضیه خان»
مرضیه خان عاشق تحقیقات علمی و نوآوری است. او دارای فوق لیسانس فناوری نانو و پزشکی ترمیمی و همچنین لیسانس علوم زیست پزشکی است. او در حال حاضر در NHS کار می‌کند و درگیر یک برنامه نوآوری علمی است.