به‌طور سنتی، پرتودرمانی، شیمی‌درمانی و جراحی از رایج‌ترین راه حلهای حذف و تخریب سلول‌های سرطانی محسوب خواهد شد. اما این درمان‌ها به علت صدمه‌رساندن به سلول‌های سالم، زیاد تر با عوارض جانبی شدیدی همراه می باشند. امروزه راه حلهای درمانی دقیق‌تر و هدفمندتری در حال گسترش می باشند که سلول‌های سرطانی را مورد دعوا قرار داده و در عین حال از بافت‌های سالم محافظت می‌کنند.

ایجیرو میاکو (Eijiro Miyako) و تیم تحقیقاتی او در مؤسسه پیشرفته علوم و فناوری ژاپن (JAIST) پیشگام این راه حلهای نوآورانه در درمان سرطان می باشند. تیم او پیش‌تر باکتری‌های مقصد‌گیری‌کننده تومور را گسترش داده می بود که سیستم ایمنی را برای دعوا به سلول‌های سرطانی تحریک می‌کردند. در مطالعه‌ای که نتایج آن در تاریخ ۳ مارس ۲۰۲۵ در مجله Small Science انتشار شد، پروفسور میاکو و همکارانش نانوذراتی را گسترش داده‌اند که می‌توان آن‌ها را به‌صورت مغناطیسی به سلول‌های سرطانی هدایت کرد و سپس با منفعت گیری از لیزر، تومورها را از بین برد.

این روش مبتنی بر درمان فوتوترمال است که در آن، نانوذراتی که قابلیت جذب نور و تبدیل آن به گرما را دارند، به‌طور انتخابی برای تخریب سلول‌های سرطانی منفعت گیری خواهد شد. زمان قرارگیری در معرض نور لیزر نزدیک به مادون قرمز (NIR)، این نانوذرات گرما تشکیل کرده و تومور را از بین می‌برند. تیم تحقیقاتی از نانوهورن‌های کربنی زیست‌سازگار (CNHs) به‌گفتن عوامل فوتوترمال منفعت گیری کرد. نانوهورن‌های کربنی، نانوساختارهای کروی مبتنی بر گرافن می باشند که پیش‌تر در انتقال دارو و تصویربرداری زیستی به کار رفته‌اند. با این حال، چالش مهم در منفعت گیری از CNHs، تجمع مؤثر این نانوذرات در بافت‌های توموری است.

برای حل این مشکل، محققان CNHs را با افزودن مایع یونی مغناطیسی ۱-بوتیل-۳-متیل‌ایمیدازولیوم تتراکلروفریت ([Bmim][FeCl۴]) اصلاح کردند. مایعات یونی دارای خواص ضدسرطانی بوده و ویژگی مغناطیسی را به نانوذرات می‌بخشند، به‌طوری که می‌توان آن‌ها را با منفعت گیری از یک آهنربای خارجی به سمت تومور هدایت کرد. با این حال، CNHs به‌طور طبیعی در آب نامحلول می باشند و [Bmim][FeCl۴] نیز خاصیت آب‌گریزی دارد که منفعت گیری از آن را در بدن دشوار می‌کند. برای بهبود قابلیت پخش نانوذرات در بدن، پژوهشگران یک پوشش از پلی‌اتیلن گلیکول (PEG) به آن‌ها اضافه کردند تا حلالیت و توزیع آن‌ها در محیط زیستی افزایش یابد. این چنین، رنگ فلورسنت ایندوسیانین گرین (ICG) به نانوذرات افزوده شد تا امکان ردیابی و پایش لحظه‌ای آن‌ها فراهم شود.

پروفسور میاکو در این خصوص او گفت: «رویکرد نوآورانه این مطالعه در طراحی نانوکمپلکس، برای نخستین بار امکان منفعت گیری از مایعات یونی مغناطیسی در درمان سرطان را فراهم می‌کند. این پیشرفت دیدنی می‌تواند مسیر جدیدی را در حوزه درمان‌های موثر سرطان بگشاید.»

نانوذرات طراحی‌شده که تنها ۱۲۰ نانومتر اندازه دارند، دارای بازده تبدیل فوتوترمال ۶۳٪ بودند که عملکردی فراتر از تعداد بسیاری از عوامل فوتوترمال متداول نشان داد. این مقدار برای از بین بردن سلول‌های سرطانی کافی می بود. در آزمایش‌های آزمایشگاهی، این نانوذرات بعد از قرارگیری در مجاورت سلول‌های کارسینوم کولون (Colon۲۶) استخراج ‌شده از موش، در تاثییر تابش لیزر NIR با طول موج ۸۰۸ نانومتر و توان ۰.۷ وات (~۳۵.۶ میلی‌وات بر میلی‌متر مربع) به زمان ۵ دقیقه، به‌طور مؤثری جهت مرگ سلولی شدند. هنگامی که این نانوذرات به موش‌های دارای تومور Colon26 تزریق شدند، محققان توانستند آن‌ها را با منفعت گیری از یک آهنربا به سمت تومور هدایت کنند. نانوذرات تجمع‌یافته، دمای تومور را به ۵۶ درجه سانتی‌گراد رساندند، که برای از بین بردن سلول‌های سرطانی کافی می بود.

نتایج این آزمایشات امیدوارکننده می بود: موش‌هایی که با نانوذرات هدایت‌شده با آهنربا تحت درمان قرار گرفتند، بعد از شش جلسه درمان با لیزر، تومورهای آن‌ها به‌طور کامل از بین رفت و هیچ بازگشتی در ۲۰ روز سپس مشاهده نشد. در روبه رو، وقتی که نانوذرات بدون هدایت مغناطیسی منفعت گیری شدند، تومورها بعد از توقف تابش لیزر مجدداً رشد کردند، که نشان‌دهنده ناکافی بودن تجمع نانوذرات برای از بین بردن کامل سلول‌های سرطانی می بود.

این روش نوآورانه سه مکانیسم قوی را با هم ترکیب می‌کند: تخریب سلول‌های سرطانی بر پایه گرما، تاثییر ضدسرطانی مایع یونی در مقصد‌گیری تومور و هدایت مغناطیسی. این رویکرد چندوجهی جایگزینی مؤثرتر برای درمان‌های سنتی محسوب می‌شود که طبق معمولً تنها به یک مکانیسم متکی می باشند. علاوه بر این، مطالعه حاضر مشخص می کند که مایعات یونی مغناطیسی پتانسیل بالایی در درمان سرطان دارند و می‌توانند مسیر جدیدی برای گسترش راه حلهای درمانی نوین باز کنند.

پروفسور میاکو در آخر افزود: «این نانوپلتفرم ساده اما زیاد مؤثر، که از چندین مکانیسم برای نابودی تومور منفعت می‌برد، پتانسیل بالایی برای کاربردهای بالینی آینده در تشخیص و درمان سرطان دارد. با این حال، آزمایش‌های ایمنی زیاد تر و گسترش یک سیستم لیزری آندوسکوپی کارآمد برای درمان تومورهای عمقی الزامی خواهد می بود.»

به نثل از ستاد نانو، این دستاورد می‌تواند مسیر جدیدی برای درمان‌های دقیق و کم‌تهاجمی سرطان فراهم کند و امیدهای تازه‌ای را برای بیماران و محققان این حوزه به ارمغان آورد.