انواع درمان های هدفمند در سرطان (Molecular Target Therapy)

سلام به شما همراهان عزیز نت سای…
امروز قصد داریم در نت سای در مورد درمان های هدفمند سرطان صحبت کنیم…
شما تا حالا چیزی راجع بهش شنیدین؟؟
میدونین چطوری انجام میشه و انواعش چیه؟؟
تفاوتش رو با شیمی درمانی میدونین؟؟
چیزی از حامل های نانو شنیدین؟؟؟
اپتامر ها رو میشناسین؟؟؟
اگر جواب سوال های بالا براتون جذابه بهتون پیشنهاد میکنم با ما همراه بشین..

درمان سرطان به صورت هدفمند یعنی طراحی دارو هایی که در مسیر مولکول های خاصی که برای رشد و پیشرفت تومور مورد نیاز هستند مداخله میکند.
هدف اولیه درمان های هدفمند مبارزه با سلول های سرطانی با دقت و وضوح بالا و تاثیرات جانبی کمتر است.
حالا ببینیم درمان های هدفمند چطوری کار میکنه؟؟؟ درمان های هدفمند از طریق مسدود کردن مسیر های هدایت زیستی خاص یا ایجاد اختلال در عملکرد پروتئین های سرطانی که در مسیر رشد و پیشرفت تومور دخالت دارند انجام میشود.

این مولکول های هدف میتونن گیرنده ها ، فاکتور های رشد، ابشار های کینازی یا مولکول های مربوط به مرگ و انژیوژنز سلول باشند که در بافت های طبیعی سلول هم وجود دارند اما در سلول های جهش یافته و سرطانی بیانشون بیش از حده.

عوامل رایج ایجاد کننده ی سرطان

بنظرتون درمان های هدفمند چه تفاوتی با روش رایج شیمی درمانی داره؟؟؟
۱- درمان های هدفمند به صورت اختصاصی بر روی مولکول هدف خاص که مربوط به ایجاد سرطان است تاثیر میگذارد در حالیکه اکثر شیمی درمانی ها بر روی همه ی سلول هایی که دائما در حال تکثیر هستند (چه سالم و چه سرطانی) تاثیر دارد.
۲- درمان های هدفمند برای میانکنش با هدف خاص خود انتخاب و طراحی میشن در حالیکه بیشتر شیمی درمانی ها بدلیل کشتن سلول ها شناخته میشوند.

حالا بیاین نحوه ی تشخیص هدف رو در این مدل درمانی با هم بررسی کنیم…
پیشرفت در درمان هدفمند نیازمند شناسایی هدف های درست ( منظورم هدف هاییه که نقش مهمی در رشد و بقای سلول های سرطانی ایفا می کنند) می باشد.

یک روش برای تشخیص هدف مورد نظر مقایسه ی مقدار یک پروتئین مشخص در سلول های سرطانی با مقدار همان پروتئین در سلول های سالم است.
پس پروتئین هایی که در سلول های سرطانی حضور دارند اما در سلول های سالم دیده نمی شوندو یا در سلول های سرطانی خیلی به وفور وجود دارند و از طرفی نقش مهمی در رشد و بقای سلول دارند به عنوان هدف و عامل بالقوه انتخاب می شوند.
برای اینکه بهتر حرفمو درک کنین یه مثال براتون میزنم…
گیرنده ی Her2 به میزان بالایی در سطح سلول های سرطانی بیان می شوند.درمان هدفمند بر پایه ی نشانه گیری مستقیم این گیرنده از طریق مونوکلونال انتی بادی هرسپتین می باشد.
ثابت شده که این مونوکلونال انتی بادی در درمان سرطان سینه و معده ی ناشی از بیان بالای Her2 نقش مهمی داره.
عملکرد هرسپتینراهکار دیگه برای تشخیص هدف خاص و بالقوه تععین سلول های سرطانی ای است که پروتئین های جهش یافته تولید می کنند که سبب پیشرفت سرطان میشوند.
مثل پروتئین BRAF که در مسیر های رشد سلول در بسیاری ار ملانوما ها به شکل تغییر یافته BRAF V600E وجود دارد که توسط انزیم مهار کننده ی (Zelboraf (Vemurafenib مورد هدف قرار میگیرد.

حالا یه وقت فکر نکنین که درمان های هدفمند فقط جنبه ی ازمایشگاهی داره ها!!!
اتفاقا در ۱۵ سال گذشته FDA بسیار از دارو های هدفمند رو تایید کرده..
مثلا از سال ۲۰۰۲ تا ۲۰۱۷ از بین ۴۰ داروی تایید شده از طرف FDA نزدیک به ۳۰ دارو در زمینه ی درمان های هدفمند بوده.
لازم به ذکره که در سال های ۲۰۱۲ تا ۲۰۱۴ این مقدار افزایش داشته و از ۱۹ داروی ضد سرطان، ۱۸ دارو از نوع درمان هدفمند بر پایه ی مسدود کردن مسیر های بیولوژیکی مربوط به انتقال پیام و پروتئین های درگیر در مسیر های سرطانی بوده.
اینا رو گفتم تا مبحث رو جدی بگیرین

حالا بنظرتون چند مدل درمان هدفمند وجود داره؟
تا الان که دارین این مطالب رو میخونین بیشترین مدل این نوع درمان ها بر پایه ی هورمون تراپی ، ایمونوتراپی ، مونوکلونال انتی بادی هایی که سم را به سلول سرطانی میرسونن ، مهار کننده های انتقال کننده ی پیام و رگ زایی و در اخر واکسن های مربوط به سرطان و ژن تراپی می باشد که هدف همشون ایجاد اختلال در مسیر های رشد سلول های سرطانیه.

خوب حالا فکر کنین که هدف مورد نظرمون رو پیدا کردیم مرحله ی بعدی انتخاب یک مولکول مناسب برای مهار کردن عملکرد مولکول هدف ماست.
تا کنون سه مدل از مولکول هایی که در درمان هدفمند به کار برده میشوند به کار برده شده است:
۱- مولکول های کوچک: این مولکول ها به دلیل سایز کوچکی که دارند به راحتی وارد سلول می شوند. این مولکول ها معمولا به کمک روشی به نام High Throughput screens شناسایی میشوند که در طی ایت تکنیک تاثیر صد ها مولکول کوچک بر روی یک پروتئین هدف خاص امتحان میشود.

۲- مونوکلونال انتی بادی ها

۳-مولکول های siRNA : این مولکول ها چون با توالی mRNA هدف مکمل هستند میتوانند به توالی متصل شوند و مانع بیان ژن مورد نظر گردند.

خوب حالا به سوال اصلیمون می رسیم. به نظرتون ما چطوری میتونیم مولکول های درمانیمون رو به هدفمون برسونیم؟؟؟
بهترین جواب برای این سوال حامل های نانو است.
سیستم تحویل دارو در سایز نانو با حامل های نانو یک اسم کلی برای گروه بزرگی از سیستم های چند منظوره است که عموما اندازه ای بین ۱-۲۰۰ nm دارند و سبب انتقال دارو به هدف مورد نظز ما میشوند.
این حامل ها سبب میشوند که دارو فقظ و فقظ توسط سلول یا اورگانل اسیب دیده دریافت بشه و سلول های سالم رو درگیر نمیکنه.

ذرات نانو

انواع ذرات نانو

انواع مختلف ذرات نانو

مقایسه انواع مختلف ذرات نانو با هم

مقایسه انواع مختلف ذرات نانو با هم.یه سوالی ازتون دارم…بنظرتون این ذرات نانو چه مزیت هایی دارن که اونها رو به بهترین سیستم تحویل دارو در بیماری ها تبدیل کرده؟؟؟
جوابش اینجاست:
۱- ذرات نانو میزان حلالیت دارو های ضد سرطانی رو افزایش میدهند.
۲- سبب افزایش مدت زمان چرخیدن دارو در رگ های خونی میشوند.
۳- سبب اجتماع دارو ها در ناحیه ی مورد نظر می شوند.
۴- سبب جذب هر چه بهتر دارو توسط سلول اسیب دیده به واسطه ی اندوسیتوز شده که در نتیجه تراکم دارو در ناحیه ی داخل سلولی افزایش می یابد.
۵- مکانیسم های کنترل شده و پایدار برای ازاد سازی دارو دارند.
۶- چون سوبسترایی برای اتصال به پروتئین های متصل به ATP نیستند به همین دلیل فاقد مقاومت نسبت به انتشار با پمپ هستند.
خوب بنظرتون با اینهمه دلیل موجه واقعا به حق نیست که طراحی نانو ذرات این روزها بحث داغ محافل بیولوژیست ها شده؟؟؟؟؟

مزایای استفاده از نانوذرات

خوب حالا باید بهتون بگم ذرات نانو به دو صورت کاملا متفاوت سلول مورد نظر رو هدفگیری میکنند.
۱- هدف گیری غیر فعال
۲- هدف گیری فعال
الان میخوایم با هم هر کدوم از این دو روش رو تعریف کنیم و به بررسی مزایا و معایبشون بپردازیم.

اول از هدفگیری غیر فعال شروع میکنیم:
حامل های نانو قادر به استفاده از ویژگی های ساختاری بافت تومور برای هدفگیری غیر فعال هستند.
وقتی که حجم تومور به ۲ میلی متر مکعب یا بیشتر رسید سلول دچار محدودیت در نفوذپذیری شده که این محدودیت بر روی قابلیت جذب غذا ، دفع مواد زائد و اکسیژن رسانی به سلول تاثیر میگذاره.بافت توموری برای غلبه به این مشکل رگ زایی میکنه.
از ویژگی های این پدیده میتوان به ناهنجاری در غشای پایه ، فقدان پریست های پوشش دهنده و در نتیجه شکل گیری ر های نشت کننده ی حاوی منافذی به اندازه ی ۱۰۰-۲۰۰ nm اشاره کرد. اندازه ی منافذ با توجه به نوع تومور متفاوته.

بسیاری از حامل های نانو از ویژگی افزایش نفوذپذیری (EPR) بافت توموری استفاده میکنند.
این ویژگی بر پایه ی ۲ خصوصیت بافت توموری ایجاد شده:
۱- اندوتلیال مویرگی در بافت توموری نامنظم تر از بافت سالمه و نفوذپذیری بیشتری به ماکرومولکول ها داره که این امر امکان خروج حامل های نانو دارویی رو از رگ ها به اندوتلیال تومور ها فراهم میکنه.
۲- عدم تخلیه لنفاوی در بستر تومور منجر به گیر افتادن دارو در این ناحیه میشه.

هدف گیری غیر فعال ذرات نانو

اولین تکنولوژی نانو با استفاده از هدف گیری غیرفعال ارسال دارو به کمک لیپوزوم ها بود.
لیپوزوم های پیشرفته با پلیمر های سنتز شده ای مثل پلی اتیلن گلیکول(PEG) پوشش می شوند که از دارو در مقابل حمله ی سیستم ایمنی محافظت میکنه.

البته راهکارهای هدفگیری غیر فعال اگرچه از راهکار های پایه درمان کلینیکی هستند اما چند تا محدودیت اساسی دارن:
۱- هدفگیری به صورت همزمان درون تومور ها صورت نمیگیره چون برخی دارو ها به صورت ناکارمد انتشار می یابند.
۲- طبیعت تصادفی این راهکار کنترل این مکانیسم رو سخت میکنه.

هدفگیری بعدی هدف گیری فعال نام داره.
در این مدل هدفگیری با اتصال مولکول های هدف گیرنده به ذرات نانو این امکان بوجود میاد که بتونیم دارو رو به صورت کاملا اختصاصی به بافت توموری ، درون سلول های سرطانی ، اندامک های درون سلولی و یا مولکول های اختصاصی در سلول های سرطانی منتقل کنیم.
در این روش حامل های نانو همراه با دارو به سمت کربوهیدرات های سطحی ، گیرنده ها و انتی ژن های اختصاصی بافت هدف هدایت می شوند.
این روش در درمان تومور های اولیه که هنوز متاستاز نکردن خیلی خوب جواب میده.

هدف گیری فعال ذرات نانو

خوب حالا میخوام چند تا نکته از روش انتقال دارو همراه با ذرات نانو به کمک سیستم هدف گیری فعال براتون بگم.
در راستای ایجاد اختصاصیت بالا گیرنده ها باید در سطح سلول های سرطانی بیان بالا داشته باشند.
پس از اتصال حامل های نانو به گیرنده در سطح سلول عمل internalization به واسطه اندوسیتوز حامل نانو به درون سلول رخ میده که ازاد سازی دارو به داخل هدف را تسهیل می کند.
ذرات نانو می توانند در راستای یکپارچه شدن لیگاند هایی که به رسپتور های سطح سلول اندوتلیال متصل میشوند مهندسی میشوند.

هدفگیری فعال سبب تحویل دارو به ناحیه ی خاصی می شود که این اتصال بر پایه ی شناسایی مولکولی می باشد.این راهکار بر مبنای جفت شدن لیگاند های متصل به ذرات نانو با رسپتور های مربوط به لیگاند ها در سلول هدف می باشد.
بسته به نوع میانکنش رسپتور-لیگاند ، میزان داخل شدن ذرات نانو به سلول متفاوت است. این مسئله فاکتور مهمی در دخول ذرات نانو به سلول و به دنبال ان انباشتگی ذرات نانو در ناحیه ی تومور می باشد.

خوب فکر کنم دیگه تا الان متوجه شده باشین که مهمترین عامل در هدفگیری فعال انتخاب لیگاند مناسب برای اتصال به رسپتور های سطح تومور هاست.
پس باید انواع لیگاند های متداول برای حامل های نانو رو بشناسیم.

لیگاند های متداول برای حامل های نانو میتواند اپتامر ها ، مونوکلونال انتی بادی ها ، گیرنده های ترانسفرین و یا فولیک اسید ها و … باشند.
ترانسفرین گلیکو پروتئین های متصل شونده به اهن خون می باشد که سطح اهن ازاد در مایعات بیولوژیکی را کنترل میکند. ترانسفرین به طور گسترده به عنوان لیگاند هدف برای سلول های توموری جهت دریافت دارو های سرطانی استفاده می شود زیرا رسپتور های ترانسفرین در سطح سلول های مربوط به رشد و تکثیر به میزان بالایی بیان میشود.

فولیک اسید ها عضوی از خانواده ویتامین B با وزن مولکولی کم می باشد. فولیک اسید در سلول های یوکاریوت بهعنوان کوفاکتور مهم در واکنش های مربوط به انتقال یک کربن در راستای بیوسنتز باز های نوکلئوتیدی ( پورین و پیریمیدین ) و همچنین سنتز DNA ، RNA مراحل اپی ژنتیکی ،تکثیر سلولی و بقا دخالت دارد.
فولیک اسید پایدار ، ارزان ، غیرسمی ، غیر ایمونوژنیک ، راحت در اتصال به حامل می باشد.
یادتون باشه استفاده از فولیک اسید به عنوان لیگاند سبب اندوسیتوز شدن راحت ذرات نانو حاوی دارو به سلول می شود.

حالا میرسیم به یکی از مهمترین لیگاند های ذرات نانو که اپتامر ها هستند.
اصلا میدونین اپتامر ها چی هستن؟؟؟
اپتامر ها از خانواده ی لیگاند های نوکلئیک اسید ی کوچک می باشد که حاوی RNA و یا DNA تک رشته است و اختصاصیت و تمایل بالایی برای اتصال به هدف دارد.
اهمیت بالای اپتامر ها به دلیل حسن انتخاب بالا نسبت به Target می باشد.
در اپتامر ها DNA یا RNA تک رشته به صورت یک ساختار مخصوص سه بعدی ، fold شده با ثبات و تفکیک پذیر هستند که معمولا اندازه ی انها در رنج پیکو تا نانومولار می باشد.

ساختار یک اپتامر

حالا یه سوالی ازتون دارم بنظرتون اتصال اپتامر ها به گیرنده شون چجوریه؟؟؟
خیلی ار شماها ممکنه فکر کنین اپتامر ها چون توالی DNA یاRNA هستن باید شبیه به پروب های الیگونوکلئوتیدی از طریق مکمل بودن تولی شون با تولی هدف ، هدف رو شناسایی کنن اما این درست نیست بلکه اپتامر ها به واسطه ی شناسایی گیرنده های هدف به انها متصل میشوند که این شناسایی از طریق میانکنشی مشابه میانکنش انتی ژن- انتی بادی اتفاق میفته… بهمین دلیل به اپتامر ها انتی بادی های شیمیایی میگن.

جالب بود نه؟؟!! پس بدونین که اپتامر ها به عنوان یک تحویل دهنده ی انتخابی و اختصاصی برای انتقال ماده به سلول هدف ( منظورم از سلول هدف سلولیه که گیرنده ی اپتامر مربوطه رو در سطح خودش داشته باشه) عمل می کنند. در اینصورت فقط سلول هایی که گیرنده ی اپتامر مربوط به یک اپتامر خاص که حامل reagent است را دارند میتواند ان ماده را دریافت کند.

اتصال اپتامر به گیرنده اش در سطح سلول

اتصال اپتامر به گیرنده اش در سطح سلول

یه سوال مهم؟؟؟ بنظرتون فرق اپتامر ها با انتی بادی ها چیه؟؟؟ چرا در علم زیست شناسی مدرن امروز اپتامر ها نسبت به انتی بادی ها در انتقال دارو به سلول هدف مطرح تر هستن؟؟؟؟
جوابش اینجاست:

۱- سایز کوچک اپتامر ها (۸-۲۵ kD) در مقایسه با انتی بادی ها ( در حدود ۱۵۰kD) از مزیت های ان محسوب میشود باعث میشه که اپتامر ها سریعتر و کارامدتر به بافت هدف نفوذ کنند.
۲- چون جنس اپتامر ها از الیگونوکلئوتید است توسط سیستم ایمنی بدن شناسایی نمیشود.
۲- از لحاظ دمایی اپتامر ها پایدار تر هستند.چون اپتامر ها الیگونوکلئوتیدی هستند حتی پس از دتاتوره شدن در دمای ۹۵ درجه باز قابلیت refold در دمای اتاق را دارند اما انتی بادی ها به دلیل جنس پروتئینی خود در دمای بالا فعالیت خود را ازدست میدهند.

خوب حالا که کاملا اپتامر ها رو شناختیم بیاین با هم یاد بگیریم که چطوری ازشون در انتقال دارو استفاده می کنند:
اپتامر ها میتوانند به تنهایی در انتقال دارو کمک کنند. که در این حالت به صورت کووالانسی و یا غیرکوالانسی به ماده ی دارویی متصل میشوند.
از این روش برای انتقال دوکسوروبیسین ( داروی مهم در شیمی درمانی) استفاده کردند.: در این روش اپتامر RNA ای به نام EPDT3 که اختصاصی برای اتصال به مولکول های چسناننده ی سلول های اپی تلیالی در سطح سلول های سرطانی (EPCAM) هست را با داروی دوکسوروبیسین conjugate کردند. در این حالت اپتامر ها دارو را به سلول هایی که در سطح خود EPCAM دارند منتقل می کند.
این روش بیشترین تاثیر درمانی و کمترین عوارض را دارد و فقط دارو را به سول های سرطانی می رساند و کاری با سلول های سالم ندارد.

خوب حالا حتما ازم میپرسین چطوری بفهمیم که دارو وارد سلول سرطانی هدف شده؟؟
جوابش اینه که برای بررسی اتصال به سلول سرطانی و ورود دارو از یک نانوکریستال به نام Quantum Dot استفاده میکنن که بخاطر ویژگی های نوری به عنوان یک lable یا پروب عمل میکنه.
عملکرد نوری QD توسط سیستم BiFRET بروز پیدا میکنه. در حالت اتصال QD به اپتامر ، QD از خودش نور ساطع میکنه اما در صورت اتصال Dox به اپتامر فلورسنت QD و Dox توسط سستم BiFRET خاموش شده و نوری ساطع نمیشه…

نحوه ی شناسایی رسیدن دارو به سلول هدف با استفاده از اپتامر هاحالا جالبه که بگم وقتی فهمیدن که اپتامر ها چقدر در انتقال دارو به سلول هدف کارامد هستن سعی کردن اپتامر های Bispecific و حتی Trispecific طراحی کنن.
این نوع اپتامر ها که SD نام دارن در مقایسه با اپتامر های monospecific توانایی شناسایی دو سلول هدف مجزا را به طور همزمان و با یک قدرت و تمایل یکسان دارن.

محل قرار گیری داروی Dox در درون دو رشته ی لینکر می باشد که سبب ایجاد سمی زایی در سلول می شود.

 اپتامر های Bispecific حالا جالبه که بدونین اگر اپتامر ها رو روی ذرات نانو قرار بدین کیفیت انتقال دارو به کمک ذرات نانو چندین برابر میشه…

اتصال اپتامر ها به copolimer ها و یا لیپوزوم ها به واسطه ی ایجاد حالت فروپاشی و سازش پذیری زیستی از روش های خیلی رایج ارسال دارو است.
به عنوان مثال anti PSML یک اپتامر ادغام شده با پلی لاکتیک اسید (PLA) و پلی اتیلن گلیکول (PEG) است که در ان PLA و pEG نقش موثری به ادغام اپتامر با غشا و کنترل رها شدن دارو دارند. از طرفی PEG سبب بالا رفتن نیمه عمر اپتامر و دارو در حین گردش در خون می شود.

شمایی از یک نانو ذره که به اپتامر متصل شده استشکل زیر انواع حالت های انتقال دارو به سلول رو نشون میده

انواع حالت های انتقال دارو به سلول

حالا میخوام یه چیز خیلی جالب بهتون بگم…
میدونستین که میشه از اپتامر ها همراه با نانوذرات و یا بدون ان برای انتقال siRNA به داخل سلول و خاموش کردن بیان ژن ها استفاده کرد؟؟؟؟
بله درسته اپتامر ها و ذرات نانو قابلت بالایی در انتقال siRNA ها به داخل سلول هدف دارن.
در صورت اتصال اپتامر به siRNA، اپتامر ها به قسمت ‘۵ زنجیره ی sense در siRNA متصل میشوند.

باید بدونین استفاده از ذرات نانو در کنار اپتامر ها برای انتقال siRNA ها به سلول هدف در راستای ایجاد یک سطح بزرگ و فضای باز برای حمل siRNA، در معرض قرار گرفتن اپتامر ها برای هدف گیری خاص ، ایجاد پدیده ی پروتون Sponge برای رها سازی از اندوزوم ها و ایجاد حالت فلورسنت برای مشاهده و اندازه گیری بسیار مهم و ضروریه..

نحوه ی تولید و عملکرد miRNA ها و siRNA ها

نحوه ی تولید و عملکرد miRNA ها و siRNA ها

اتصال مستقیم siRNA به اپتامر

اتصال مستقیم siRNA به اپتامر

شمایی از انتقال siRNA به داخل سلول به کمک سیستم نانوذره و اپتامر

نحوه ی عملکرد سیستم siRNA/Aptamer در درمان سلول های سرطانی

نحوه ی عملکرد سیستم siRNA/Aptamer در درمان سلول های سرطانی

خوب خسته نباشین مبحث درمان های هدفمند سرطان هم در اینجا تموم شد.. دیگه شما میتونین به تک تک سوالاتی که در ابتدای مبحث ازتون پرسیدم جواب بدین…
اما طبق معمول برای درک بهتر مطالب گفته شده براتون ویدئو دارم….

کلیپ اول مربوط به انتقال هدفمند داروی شیمیایی دوکسوروبیسین به کمک ذرات نانو به سلول سرطانیه…

 

کلیپ دوم در مورد انتقال هدفمند داروی شیمیایی Paclitaxel به کمک اپتامر به درون سلول سرطانیه…
print
Tags: , ,


دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سه × دو =