به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، تومورهای مغزی به‌ویژه نوع بدخیم، همچنان یکی از چالش‌برانگیزترین حوزه‌های درمانی در پزشکی مدرن محسوب می‌شوند. عدم دسترسی کامل دارو به بافت‌های عمیق مغز، مقاومت تومورها در برابر شیمی‌درمانی و عوارض جراحی، مسیر درمان را سخت و طولانی می‌کند. اکنون محققان با توسعه یک هیدروژل زیست‌تخریب‌پذیر و رسانای قابل تزریق، مسیر نوینی را برای درمان سرطان مغز با ترکیب فناوری الکتروتراپی و ایمونوتراپی گشوده‌اند. این روش که بر پایه مواد قابل‌جذب در بدن و تحریک سیستم ایمنی طراحی شده، می‌تواند بافت سرطانی را هدف قرار دهد و با رساندن پالس‌های الکتریکی کنترل‌شده، تخریب تومور و تحریک پاسخ‌های ایمنی را در سطحی دقیق و موضعی فراهم سازد. پژوهش‌ها نشان می‌دهد که ترکیب مواد زیست‌سازگار و قابلیت هدایت الکتریکی در محیطی قابل تزریق، می‌تواند امکان جراحی‌های کمتر تهاجمی را فراهم کند و هم‌زمان توانایی بدن برای مقابله با سلول‌های سرطانی را افزایش دهد. در این میان، اهمیت این فناوری تنها به درمان مستقیم محدود نمی‌شود؛ چراکه امکان استفاده چندمنظوره از چنین هیدروژل‌هایی می‌تواند اصول درمان سرطان را در سال‌های آینده متحول کند.

عملکرد هیدروژل‌های رسانا در تومور

استفاده از هیدروژل‌های رسانا در درمان تومور، بر پایه طراحی هوشمند ساختارهایی است که پس از تزریق به بافت مغزی، به شکل یک شبکه سه‌بعدی در اطراف ناحیه سرطانی قرار می‌گیرند. رسانایی این مواد به آن‌ها اجازه می‌دهد تا جریان الکتریکی را با شدت کنترل‌شده منتقل کنند و به‌طور مستقیم بر رفتار سلول‌های توموری اثر بگذارند. القای الکترومحرک‌ها موجب مختل شدن پایداری غشای سلول‌های بدخیم، کاهش تکثیر و در نهایت مرگ برنامه‌ریزی‌شده آن‌ها می‌شود. هم‌زمان، حضور پلیمرهای زیست‌فعال در ساختار هیدروژل، مسیرهای ایمونولوژیک را فعال کرده و سلول‌های ایمنی بدن را به سمت محل آسیب‌دیده جذب می‌کند. این ویژگی، پایه‌گذار مفهوم الکتروایمونوتراپی در تومورهای مغزی است. راهکاری که دو حوزه درمانی مستقل را در یک سامانه واحد تلفیق می‌کند. به علاوه، قابلیت تزریق‌پذیری سیستم سبب می‌شود که ماده بدون نیاز به ایجاد برش گسترده، به نقاط عمقی و درگیر شده مغز برسد و پس از اتمام عملکرد خود، بدون ایجاد اثر تجمعی در بدن تجزیه شود. این تجزیه‌پذیری کنترل‌شده، خطر التهاب و واکنش‌های ناخواسته را به حداقل می‌رساند و روند درمان را برای بیماران قابل تحمل‌تر می‌کند.

نوآوری‌های ساختاری در هیدروژل‌های جدید

در سال‌های گذشته تلاش‌های بسیاری برای ساخت سیستم‌های حمل دارو و مواد تحریک‌پذیر صورت گرفته بود، اما بیشتر آن‌ها با محدودیت‌هایی همچون ضعف در رسانایی، سفتی بیش از حد، یا عدم سازگاری کامل با محیط مغز مواجه بودند. هیدروژل زیست‌تخریب‌پذیر جدید در مقایسه با نسل‌های پیشین، با استفاده از پلیمرهای زیست‌سازگار به‌گونه‌ای طراحی شده که ضمن نرم بودن، ساختاری پایدار ایجاد کند و بافت مغزی را تحت فشار قرار ندهد. رسانایی آن نیز به‌گونه‌ای تنظیم شده که قابلیت انتقال پالس‌های الکتریکی بدون آسیب رساندن به سلول‌های سالم فراهم شود. این ویژگی‌ها باعث می‌شود تحریک الکتریکی با دقت بالا فقط بر سلول‌های سرطانی اثر بگذارد. از سوی دیگر، تجزیه تدریجی و قابل پیش‌بینی باعث می‌شود که نیاز به جراحی دوم برای خارج‌سازی ماده وجود نداشته باشد و بیمار دوره نقاهت کوتاه‌تری را تجربه کند. به همین دلیل، این نوع هیدروژل می‌تواند نقدی جدی بر محدودیت‌های روش‌های کلاسیک درمانی باشد، چراکه بدون ورود ابزارهای سخت به مغز، توان درمان ‌موضعی عمیق را فراهم می‌کند. گزارش‌ها نشان می‌دهد که در مدل‌های حیوانی مبتلا به تومور گلیوما، تزریق هیدروژل و اعمال جریان الکتریکی دوره‌ای توانسته اندازه تومور را به‌طور معناداری کاهش دهد. در تعدادی از نمونه‌ها حتی بهبود بقا نیز مشاهده شد. فعالیت سلول‌های T و افزایش تراکم ماکروفاژها در محل تومور، نشانه‌ای از فعال شدن پاسخ ایمنی بود که نقش مهمی در مهار تکثیر سلول‌های باقی‌مانده دارد. در مقایسه با گروه کنترل که تنها دارو دریافت کرده بودند، گروهی که تحت الکتروایمونوتراپی قرار گرفتند، روند کاهش رشد تومور را با سرعت بیشتری نشان دادند. این موضوع بیانگر تأثیر هم‌افزایی قرار گرفتن الکتروتراپی و تحریک سیستم ایمنی در کنار یکدیگر است. به‌کارگیری مارکرهای التهابی و بررسی میکروسکوپی بافت‌ها نشان داده که ساختار هیدروژل نه‌تنها با بافت مغز سازگار است، بلکه موجب تخریب ساختار نورونی سالم نمی‌شود. چنین یافته‌ای می‌تواند کلید ورود این روش به فاز کارآزمایی‌های انسانی باشد، هرچند هنوز مسیر ارزیابی ایمنی بلندمدت و دوزبندی ایده‌آل باقی است. در دو مقاله پژوهشی مرتبط که طی سال گذشته منتشر شده‌اند، مفهومی مشابه بر محور مواد زیست‌فعال و سیستم‌های تحویل هوشمند برای درمان تومور مغزی مورد توجه قرار گرفت. در نخستین پژوهش، استفاده از هیدروژلی بر پایه پلی‌ساکاریدهای اصلاح‌شده برای حمل داروهای ایمونومدولاتور بررسی شد. این مطالعه نشان داد که رهایش آهسته ترکیبات فعال در کنار تحریک موضعی سیستم ایمنی می‌تواند عود مجدد تومور را کاهش دهد. در مقاله دوم، ساخت داربست‌های رسانای نرم با کاربرد نوردرمانی برای ایجاد تخریب کنترل‌شده سلول‌های سرطانی مطرح شد. هرچند هر دو این روش‌ها در حوزه خود موفقیت‌هایی کسب کردند، اما تلفیق قابلیت رسانایی با تزریقی بودن و زیست‌تخریب‌پذیری در هیدروژل جدید، سطح تازه‌ای از کارایی را در درمان چندوجهی تومور به نمایش گذاشته است. بسیاری از متخصصان باور دارند که ترکیب ویژگی‌های ساختاری این طرح با روش‌های انتقال داروی موضعی یا حتی نانوذرات هوشمند در آینده، ظرفیت توسعه درمان‌های دقیق‌تر را رقم خواهد زد. یکی از نقاط برجسته در این فناوری، سادگی نسبی در فرآیند تزریق و امکان هدایت جریان الکتریکی با تجهیزات کم‌تهاجمی است. پتانسیل استفاده در اتاق عمل به‌گونه‌ای تصور می‌شود که پس از برداشت بخش اصلی تومور، هیدروژل در محل تزریق شود و با عبور جریان‌های دوره‌ای، بقایای سلولی از بین بروند. در مواردی که امکان جراحی وجود ندارد نیز تزریق از طریق کانال‌های باریک هدایت‌شونده تصویری قابل انجام است. مهندسی رهایش ایمونومدولاتورها درون هیدروژل، یک سطح پشتیبان برای تقویت سیستم ایمنی فراهم می‌کند و دستیابی به تعادل بین فعالیت سلولی و مداخله الکتریکی را امکان‌پذیر می‌سازد. در کنار این مزایا، کنترل دقیق شدت و فرکانس جریان الکتریکی عامل مهمی در جلوگیری از آسیب‌های نورونی محسوب می‌شود و نیازمند فناوری‌های نظارتی دقیق خواهد بود.

ارزیابی پایداری و زیست‌تخریب‌پذیری در محیط بافتی مغز

ساختار شیمیایی هیدروژل به‌گونه‌ای تنظیم شده که پس از تزریق، در طی روزها و هفته‌های بعد به تدریج تجزیه شود. مسیر تجزیه آن با مکانیسم هیدرولیز و فعالیت آنزیم‌های بافتی پیش می‌رود و محصولات تخریب‌شده از طریق گردش خون و سیستم لنفاوی دفع می‌شوند. پایداری کافی در مراحل اولیه، امکان تأثیرگذاری مورد نیاز در درمان را فراهم می‌کند و با کاهش تدریجی غلظت، فشار فیزیکی از روی بافت برداشته می‌شود. بررسی‌های تصویربرداری نشان داده که پس از کاهش تراکم هیدروژل، بافت مغزی توانایی ترمیم نسبی ساختار خود را دارد و اسکار بافتی حداقلی گزارش شده است. این ویژگی برای بیمارانی که درگیر دوره‌های درمان طولانی هستند یک امتیاز مهم محسوب می‌شود، زیرا حذف نیاز به خروج مواد کاشته‌شده، ریسک عفونت و بستری طولانی‌مدت را کاهش می‌دهد. با در نظر گرفتن تلاش‌های گسترده برای یافتن درمان‌های مؤثرتر سرطان مغز، فناوری هیدروژل رسانای تزریقی می‌تواند نقطه اتصال دو شاخه مهم علم یعنی مهندسی بافت و ایمونوانکولوژی باشد. روند افزایشی توجه به روش‌های تحریک الکتریکی و ادغام آن با رویکردهای ایمنی‌درمانی نشان می‌دهد که حوزه تومورهای مغزی از عصر درمان‌های تک‌بعدی فاصله گرفته است. اگرچه مسیر تحقیقات انسانی و صنعتی‌سازی نیازمند زمان و آزمون‌های گسترده خواهد بود، اما بسیاری از متخصصان این حوزه معتقدند که این فناوری می‌تواند طی سال‌های آتی جایگاه ویژه‌ای در پروتکل‌های کلینیکی به دست آورد. توانایی هدف‌گیری دقیق، کاهش عوارض جانبی، قابلیت تزریق، و اثر هم‌زمان بر سلول‌های سرطانی و سیستم ایمنی، همگی شاخص‌هایی هستند که توجه زیادی را در جامعه علمی به خود جلب کرده‌اند.

پایان مطلب./