محققان ژاپنی یک کمپلکس دارویی حاوی نانوشاخ کربنی بیومیمتیک همراه با غشای سلول‌های سرطانی و داروی شیمی‌درمانی پاکلیتاکسل برای تحویل موثر دارو به محل مورد نظر در بیماران سرطانی توسعه دادند. این رویکرد برای مبارزه با سرطان و بیماری‌های متاستاتیک، راهبردهایی نظیر پرتودرمانی، شیمی‌درمانی و ایمونوتراپی را با هم ادغام می‌کند.

سرطان به دلیل پیچیدگی و تمایل به متاستاز (گسترش یا حمله به بافت‌های نزدیک یا مکان‌های دورتر بدن برای تشکیل تومورهای جدید) یکی از چالش‌برانگیزترین بیماری‌ها برای درمان است. درمان‌های رایج، مانند شیمی درمانی و پرتودرمانی، اغلب با محدودیت‌هایی مانند هدف‌گیری غیر اختصاصی و عوارض جانبی شدید مواجه هستند.

در پاسخ به این مشکل، محققان به رویکردهای نوآورانه‌ای روی آورد‌ه‌اند که چندین روش درمانی را برای حل این مسائل با هم ترکیب می‌کند. در این مطالعه پلتفرم فوتوترانوستیک سرطان چندمدلی را با ادغام درمان فتوترمال (PTT)، ایمونوتراپی و شیمی درمانی ارائه کردند.

PTT از مواد حساس به نور استفاده می‌کند که می‌توانند اثر فتوترمال [تبدیل نور مادون قرمز نزدیک (NIR) به گرما] را القا کنند و پاسخ‌های ایمنی را برای از بین بردن سلول‌های سرطانی فعال کنند. در حالی که PTT در هدف قرار دادن تومورهای جامد موثر است، محدودیت‌های قابل توجهی دارد. یکی از اشکالات اصلی آن ناتوانی آن در از بین بردن سلول‌های سرطانی خارج از ناحیه پرتودهی است که باعث می‌شود در برابر بیماری‌های متاستاتیک موثر نباشد. علاوه بر این، اثربخشی PTT با عمق نفوذ نور NIR محدود می‌شود، که می‌تواند مانع از توانایی آن در درمان تومورهای عمیق شود.

برای رفع این محدودیت‌ها، تیمی از محققان به سرپرستی ایجیور میاکو از مؤسسه علوم و فناوری پیشرفته ژاپن (JAIST)، نانوشاخ کربنی پیچیده‌شده با غشای سلول سرطانی (CM) را برای تحویل پاکلیتاکسل (PTX) ساخته‌اند. در درمان سرطان روده بزرگ این نانوذرات از خواص منحصر به فرد نانوشاخ‌های کربنی و قابلیت‌های هدف‌گیری غشای سلول‌های سرطانی استفاده می‌کنند. با استفاده از غشاهای سرطانی، نانوذرات می‌توانند به طور خاص سلول‌های سرطانی را هدف قرار دهند و در نتیجه دقت PTT را افزایش دهند.

یافته‌های تحقیقاتی این گروه در قالب مقاله‌ای با عنوان «نانو کمپلکس‌های عامل‌دار بیومیمتیک برای کموایمونوترانوستیک فتوترمال سرطان» در نشریه  Small Science منتشر شده است.

برای بهبود بیشتر نتایج درمانی، محققان داروی شیمی درمانی یا ضد سرطان PTX را در کمپلکس‌های CNH-CM کپسوله کردند. این نانوساختارها نه تنها برای رساندن عوامل درمانی به طور مستقیم به تومورها، بلکه برای به حداکثر رساندن اثربخشی دارو طراحی شده‌اند. محققان این نانوذرات را برای هدف‌گیری تومور، انتقال دارو و اثرات درمانی در مدل‌های تجربی آزمایش کردند. نتایج به دست آمده بسیار امیدوارکننده بود.

محققان دریافتند که کمپلکس‌های PTX-CNH-CM تجمع بالا و ماندگاری طولانی‌مدت در محل تومور نشان می‌دهند. این نتایج منجر به یک اثر شیمی درمانی قوی‌تر در مقایسه با PTX آزاد شد. علاوه بر این، نانوذرات اثر فتوترمال قوی و پاسخ‌های ایمنی قابل توجهی را نشان دادند که به طور موثر تومورها را از بین می‌برد.