تقویت درمان سرطان با فوم نوشیدنی مونوکسید کربن

به‌تازگی محققان با استفاده از یک تکنیک محبوب آشپزی، فوم نوشیدنی ایجاد کرده‌اند که از مونوکسید کربن به‌منظور افزایش اثربخشی مهارکننده‌های اتوفاژی که یک درمان تجربی سرطان است استفاده می‌شود.

به گزارش تکناک، این فوم نوشیدنی  جدید یک رویکرد امیدوارکننده برای بهبود درمان‌ سرطان‌های مختلف ارائه می‌کند.

اتوفاژی یک فرآیند بازیافت طبیعی است که در آن سلول ها تخریب شده و اجزای داخل سلولی آسیب دیده یا ناکارآمد را بازیافت می‌کنند تا از تجمع آنها جلوگیری شود. تعدادی از شرایط مانند محرومیت از مواد مغذی، استرس اکسیداتیو و تکثیر سلول های سرطانی، می توانند مسیر تخریب را آغاز کنند. در سلول‌های سرطانی، اتوفاژی افزایش می‌یابد که نشان می‌دهد مهار آن ممکن است راهی موثر برای درمان بیماری باشد.

داروهایی که اتوفاژی را مهار می کنند، مانند داروهای ضد مالاریا کلروکین و هیدروکسی کلروکین، تاکنون به عنوان یک درمان ترکیبی آزمایشی سرطان برای افزایش اثربخشی شیمی درمانی استفاده شده است. با این حال نتایج آزمایش‌های بالینی نتایج غیرقابل‌قطعی به همراه داشته‌اند که همین مسئله محققان کالج پزشکی دانشگاه آیووا کارور را بر آن داشته است تا دلیل آن را بپرسند.

محققان در جستجوی دلیلی برای اینکه چرا مهار اتوفاژی فقط در برخی مواقع موثر است، به یک کشف شگفت‌انگیز دست یافتند: در دو مورد از آزمایش‌ها، به نظر می‌رسید که بیمارانی که به طور فعال سیگار می‌کشیدند، بهتر از غیرسیگاری‌ها عمل می‌کردند.

جیمز برن، نویسنده مسئول این مطالعه گفت: زمانی که به عملکرد سیگاری‌ها در آن آزمایش‌ها نگاه کردیم، شاهد افزایش پاسخ کلی در سیگاری‌هایی بودیم که تحت درمان با مهارکننده‌های اتوفاژی بودند کردند و ما شاهد کاهش بسیار قوی در اندازه ضایعه هدف در این بیماران بودیم.

مطالعات قبلی نشان داده بود که اتوفاژی به مولکول‌های سیگنال‌دهنده بیولوژیکی به نام گازوترنسمیترها که دسته‌ای از انتقال‌دهنده‌های عصبی هستند که شامل مونوکسید کربن (CO) که جزء شناخته شده دود سیگار می‌باشد، پاسخ می‌دهد. بنابراین محققان بر روی توسعه ابزاری برای تحویل CO اگزوژن متمرکز شدند.

برن گفت: ما می دانیم که افراد سیگاری دارای سطوح بالاتر مونوکسید کربن هستند و در حالی که ما قطعاً سیگار کشیدن را توصیه نمی کنیم، این یافته نشان می‌دهد که افزایش مونوکسید کربن ممکن است اثربخشی مهارکننده های اتوفاژی را بهبود بخشد. ما می‌خواهیم بتوانیم از این مزیت استفاده کنیم و آن را به یک پلتفرم درمانی تبدیل کنیم.

به طور مفید، برن در ایجاد مواد محبوس کننده گاز  (GeMs)، فوم ها، ژل ها و جامدات ساخته شده از مواد خوراکی ایمن و قابل تزریق با مولکول های مختلف گاز تخصص دارد. محققان در این تحقیق یک فوم قابل شرب حاوی CO ایجاد کردند که آن را CO-GeM نامیدند.

ابتدا در آزمایشگاه، محققان اثر هم افزایی CO را با مهارکننده های اتوفاژی در سلول های سرطان پروستات، پانکراس و ریه انسان آزمایش کردند. سلول‌هایی که در معرض دوزهای افزایشی بافیلومایسین A1 (BAF-A1)، کلروکین (CQ) و Lys05 قرار گرفتند، نشان دادند که سمیت سلولی (قابلیت آسیب‌رسانی به سلول) مهارکننده‌ها در حضور ppm 250 CO افزایش یافته است. نکته مهم این است که CO در غیاب بازدارنده اتوفاژی در سلول‌های سرطانی و سلول‌های روده طبیعی انسان بر زنده‌مانی سلولی تأثیر نمی‌گذارد.

سپس محققان فوم CO-GeM خود را در موش‌های مبتلا به سرطان پروستات و پانکراس آزمایش کردند و این حیوانات را به چهار گروه درمانی تقسیم کردند: CO-GeM  به علاوه هیدروکسی کلروکین  (HCQ)، CO-GeM  به تنهایی، HCQ  به تنهایی و گروهی که هیچ درمانی دریافت نکردند. در 21 روز، کاهش قابل توجهی در رشد تومور در موش های تحت درمان با CO-GeM  به علاوه HCQ مشاهده شد. وزن موش‌ها در طول درمان ثابت بود و هیچ نشانه‌ای از آسیب کبدی از خود نشان ندادند، که این مسئله نشان می‌دهد این درمان ترکیبی، ایمن، زیست‌سازگار و به خوبی قابل تحمل است.

برن گفت: نتایج این مطالعه از این ایده حمایت می‌کند که سطوح ایمن و درمانی CO که می‌توانیم با استفاده از GeMها ارائه دهیم، می‌تواند فعالیت ضد سرطانی مهارکننده‌های اتوفاژی را افزایش دهد و رویکرد جدیدی را ایجاد کند که ممکن است درمان‌های بسیاری از سرطان‌های مختلف را بهبود بخشد.

ترجمه پذیری یافته‌های محققان به درمان های سرطان به روش‌های انتقال CO و ایمنی مواد بستگی دارد. مطالعات قبلی با استفاده از CO استنشاقی به این نتیجه رسیده اند که درمان CO بسیار ایمن است، به ویژه در بیماران دچار نقص ایمنی.

محققان قصد دارند روی فرمولاسیون‌های دوز CO-GeMs کار کنند تا دوزهایی را شناسایی کنند که منجر به سطوح کربوکسی‌هموگلوبین (COHb) که یک روش استاندارد برای تأیید درجه انباشت گاز CO است، می‌شود که قبل از آزمایش استفاده از این فوم نوآورانه به همراه مهارکننده‌های اتوفاژی در آزمایش‌های بالینی بر روی انسان، زیر حد مجاز FDA 14٪ باشد.

این مطالعه در مجله Advanced Science منتشر شد.