کاهش تشعشعات ناشی از پرتودرمانی سرطان به کمک خرس‌های دریایی

پژوهشگران موفق به استخراج RNA پیام‌رسان از خرس‌های دریایی شدند که می‌تواند از سلول‌های سالم در برابر تشعشعات ناشی از پرتودرمانی سرطان محافظت کند.

به گزارش تک‌ناک، خرس‌های دریایی به تشعشع مقاوم هستند و دوزهایی از تشعشع که برای بیشتر موجودات زنده کشنده است را تحمل می‌کنند. این توانایی شگفت‌انگیز آنها را به هدف جذابی برای تحقیقات تبدیل کرده است، چرا که امکان دارد کلید کشف روش‌های جدیدی برای محافظت از سلول‌های انسانی در برابر تشعشع باشند.

تیمی به رهبری آمیا کیرتانه از دانشکده پزشکی هاروارد و جیانلینگ بی از دانشگاه آیووا موفق شده‌اند توانایی ویژه‌ای را به شکل RNA پیام‌رسان (mRNA) استخراج کنند. با تزریق این RNA به سلول‌ها، می‌توان آنها را در برابر اشعه محافظت کرد. این کشف می‌تواند روش‌های جدیدی برای محافظت از سلول‌های سالم در طول پرتودرمانی سرطان ارائه دهد.

در طول پرتودرمانی برای درمان سرطان، نه‌تنها تومور هدف آسیب می‌بیند، بلکه سلول‌های سالم نیز دچار شکستگی DNA می‌شوند، که باعث مرگ سلولی گسترده و التهاب می‌شود و عوارض جانبی ناخوشایندی به همراه دارد.

جیمز برن، انکولوژیست دانشگاه آیووا گفت: «این عوارض می‌تواند به شکل زخم‌های دهانی ظاهر شود، که خوردن را بسیار دردناک می‌کند، یا به حدی شدید شود که نیاز به بستری شدن به‌ دلیل درد، کاهش وزن یا خونریزی داشته باشد.»

تاردیگریدها، موجودات مقاوم در برابر شرایط سخت

تاردیگریدها که با نام‌های جالبی مانند: خرس‌های دریایی یا خوک‌های خزه‌ای نیز شناخته می‌شوند، دارای مقاومت فوق‌العاده‌ای هستند. این موجودات هشت‌پا می‌توانند در برابر دماهای بسیار بالا، فشار ۷.۵ گیگاپاسکال و دوزهایی از تشعشعات یونی که برای انسان‌ها کشنده است، به خوبی مقاومت کنند. این توانایی بی‌نظیر، آنها را به اهدافی جالب توجه برای مطالعات علمی تبدیل کرده است.

این توانایی به‌ دلیل تولید پروتئینی به نام Dsup (مخفف “Damage Suppressing” یا سرکوب‌کننده آسیب) است. این پروتئین به آنها کمک می‌کند که نه تنها از انفجار اولیه بلکه از رادیکال‌های هیدروکسیل نیز که باعث آسیب به DNA می‌شوند، جان سالم به در ببرند.

دانشمندان از زمان کشف این پروتئین در سال ۲۰۱۶، به‌ دنبال استفاده از آن در درمان سرطان بوده‌اند و اکنون یک گام به تحقق آن نزدیک‌تر شده‌اند.

کاهش آسیب DNA در سلول‌های انسانی با Dsup

در مطالعه‌ سال ۲۰۱۶ نشان داده شد که اگر پروتئین Dsup در سلول‌های انسانی تولید شود، می‌تواند آسیب‌های ناشی از اشعه ایکس را تا ۴۰ درصد کاهش دهد. از این رو پژوهشگران امیدوار هستند که این ویژگی بتواند بیماران سرطانی را از عوارض جانبی شدید محافظت کند.

با وجود این، Dsup برای اثربخشی باید داخل هسته سلول باشد. انتقال مستقیم پروتئین به درون هر سلول عملی نیست و وارد کردن ژن‌های آن به DNA نیز ریسک‌های ژنتیکی دارد.

کیرتانه اعلام کرد: «یکی از مزایای روش ما این است که از RNA پیام‌رسان استفاده می‌کنیم، که فقط به‌ طور موقت پروتئین را تولید می‌کند، بنابراین بسیار ایمن‌تر از DNA است، که امکان دارد وارد ژنوم سلول شود.»

انتقال mRNA با نانوذرات پلیمری-لیپیدی

پژوهشگران با پیچاندن mRNA در نانوذراتی از پلیمر و لیپید (یک طراحی برای روده و یکی برای دهان)، توانستند RNA را مخفیانه وارد سلول‌های کشت‌شده در آزمایشگاه کنند تا مقدار زیادی از پروتئین Dsup تولید کنند، پیش از آنکه RNA از بین برود.

کیرتانه توضیح داد: «ما فکر کردیم که با ترکیب پلیمرها و لیپیدها می‌توانیم قدرت انتقال RNA را بالا ببریم و دقیقاً همین اتفاق افتاد.»

نکته مهم این است که استفاده از نسخه mRNA حاوی Dsup، از ورود این محافظت به سلول‌های تومور هدف درمان، جلوگیری می‌کند.

نتایج امیدوارکننده کاهش تشعشعات پرتودرمانی سرطان

پژوهشگران برای بررسی کارایی، mRNA حاوی Dsup را به موش‌ها تزریق کردند و پس از ۶ ساعت، آنها را در معرض دوزی از تشعشع قرار دادند که با مقدار مورد استفاده در درمان سرطان انسان‌ها قابل مقایسه است.

یک گروه از موش‌ها در دهان و گروه دیگر در ناحیه رکتوم (مقعد)، mRNA دریافت کردند. گروه تحت کنترل نیز بدون Dsup در معرض اشعه قرار گرفتند.

نتایج شامل موارد زیر بود:

• در موش‌هایی که Mrna را در ناحیه رکتوم دریافت کرده بودند، شکست‌های DNA دو رشته‌ای تا حدود ۵۰ درصد کاهش یافت.
• در موش‌هایی که Mrna را در ناحیه دهان دریافت کرده بودند، این شکست‌ها تا یک‌سوم کمتر از گروه تحت کنترل بود.

افق‌های آینده برای کاهش تشعشعات پرتودرمانی سرطان

این تحقیق هنوز در مراحل اولیه است. اندازه نمونه‌ها کوچک بوده و واکنش بدن انسان به این درمان هنوز ناشناخته است. اما نتایج اولیه نشان‌دهنده پتانسیل بالای آن می‌باشد، به‌ویژه اکنون که تیم تحقیقاتی موفق شده‌اند RNA را با اطمینان و بدون اثرگذاری بر سلول‌های سرطانی وارد کنند.

پژوهشگران در پایان مقاله‌ خود نوشتند: «استفاده از mRNA حاوی Dsup می‌تواند در کاربردهای بالینی مختلفی، از جمله محافظت از بافت سالم در برابر شیمی‌درمانی، بیماری‌های تخریبی، ناپایداری کروموزومی و حساسیت‌های ژنتیکی به عوامل آسیب‌زننده DNA به کار رود.»

این نوآوری نه‌تنها می‌تواند تحولی بزرگ در درمان سرطان ایجاد کند، بلکه راه را برای محافظت از انسان‌ها در برابر تشعشعات خطرناک در فضا یا شرایط اضطراری هسته‌ای هموار می‌سازد. با ادامه تحقیقات، امید است که این فناوری به زودی وارد مراحل بالینی شود و زندگی بیماران سرطانی و دیگر افراد در معرض خطر را بهبود بخشد.