پژوهشگران ایرانی از ابداع دستگاه دیالیز سلول‌های سرطانی می‌گویند

به گزارش خبرگزاری ایمنا، درمان‌های رایج سرطان همچون شیمی درمانی، پرتودرمانی و جراحی، اگرچه در بسیاری از موارد مؤثر هستند، اما اغلب با عوارض جانبی شدیدی همراه هستند که می‌توانند کیفیت زندگی بیماران را به شدت تحت تأثیر قرار دهند. از سوی دیگر، این درمان‌ها در مواردی که سرطان به مراحل پیشرفته رسیده یا به دیگر اندام‌ها متاستاز داده است، کمتر مؤثر هستند و احتمال بازگشت بیماری نیز افزایش می‌دهد.

در چنین شرایطی، دیالیز سلول‌های سرطانی به‌عنوان یک راهکار مکمل و نوآورانه مطرح می‌شود که می‌تواند نتایج درمانی را بهبود ببخشد، این روش به گونه‌ای طراحی شده که از طریق یک فرایند مشابه دیالیز کلیه، سلول‌های سرطانی را از جریان خون جدا می‌کند، عملکرد این دستگاه به این شکل است که خون بیمار از بدن خارج شده و از طریق یک فیلتر مخصوص که توانایی شناسایی و جداسازی سلول‌های سرطانی را دارد، عبور داده می‌شود، سلول‌های سرطانی پس از شناسایی و جداسازی، از خون خارج شده و خون تصفیه شده به بدن بیمار بازمی‌گردد.

مزیت اصلی این روش، کاهش بار سلول‌های سرطانی در بدن و جلوگیری از متاستاز و گسترش بیماری به دیگر اندام‌ها است، این روش به‌دلیل استفاده نکردن از داروهای شیمیایی عوارض جانبی کمتری نسبت به شیمی درمانی و پرتودرمانی دارد و می‌تواند به‌عنوان یک روش درمانی تکمیلی در کنار سایر روش‌ها به کار رود. همچنین، این روش می‌تواند برای بیمارانی که به درمان‌های رایج مقاومت نشان داده‌اند یا در مراحل پیشرفته بیماری قرار دارند، یک گزینه درمانی مؤثر باشد.

ساخت دستگاه‌های دیالیز سلول‌های سرطانی، نیازمند دانش فنی پیشرفته و همکاری بین‌المللی در حوزه‌های مختلف همچون بیولوژی، پزشکی، مهندسی و فناوری نانو است. توسعه این فناوری علاوه‌بر اینکه بهبود شانس بقا و کیفیت زندگی بیماران سرطانی را به همراه دارد، می‌تواند تحولی اساسی در نحوه درمان سرطان ایجاد کند. این فناوری می‌تواند به‌ویژه در درمان سرطان‌های خونی همچون لوسمی و لنفوم که سلول‌های سرطانی در خون به‌طور گسترده پخش می‌شوند، مؤثر واقع شود.

این تکنولوژی همچنان در مراحل اولیه تحقیق و توسعه قرار دارد و برای رسیدن به مرحله استفاده گسترده بالینی نیاز به تحقیقات و آزمایش‌های بیشتری دارد. چالش‌هایی همچون بهبود دقت و کارایی فیلترهای مورد استفاده، افزایش سرعت فرایند و کاهش هزینه‌های تولید، از جمله مسائلی هستند که باید به آن‌ها پرداخته شود.

فاطمه ملاعباسی، پژوهشگر برجسته جهاد دانشگاهی ایران و دارنده دکترای تخصصی در رشته تجزیه شیمیایی، به‌عنوان سرپرست تیم اختراع دستگاه دیالیز سلول‌های سرطانی شناخته می‌شود.

این دستگاه نوآورانه با هدف بهبود درمان و کاهش عوارض جانبی سرطان طراحی شده است و به‌عنوان ابزاری قدرتمند و کم‌عارض، پتانسیل بالایی در مقابله با سرطان دارد و می‌تواند به بهبود چشمگیر نتایج درمانی و کیفیت زندگی بیماران کمک کند. ملاعباسی در تولید کیت‌های تشخیص سرطان نقش مؤثری داشته و به‌عنوان عضو هیئت علمی پژوهشکده معتمد جهاد دانشگاهی فعالیت می‌کند و به‌دلیل دستاوردهای برجسته‌اش در حوزه تحقیقات سرطان، به‌عنوان پژوهشگر برتر جهاد دانشگاهی کشور تقدیر شده است.

امیرحسین کفایت، متخصص برجسته سرطان، نیز به همراه ملاعباسی نقش کلیدی در توسعه و بهبود این فناوری داشته است و بنا به اهمیت موضوع و برای درک بهتر چالش‌ها و فرصت‌های پیش روی این فناوری نوین، با تیم مخترع دستگاه دیالیز سلول‌های سرطانی با ملاعباسی و کفایت به گفت‌وگو نشستیم که مشروح آن را در ادامه می‌خوانید:

ایمنا: تولید دستگاه از نظر تکنولوژی و مکانیزم شناسایی و جداسازی سلول‌های سرطانی چگونه عمل می‌کند؟

کفایت: از نظر مکانیزم، این دستگاه به گونه‌ای طراحی شده که با استفاده از نانوذرات و پادتن‌های اختصاصی (انتی بادی)، سلول‌های سرطانی را به‌طور اختصاصی تشخیص می‌دهد. این نانوذرات، که توسط آنتی بادی‌ها پوشیده شده‌اند به سلول‌های هدف متصل شده و به واسطه میدان مغناطیسی این سلول‌های هدف از سایر سلول‌های خونی جدا می‌شوند. اگر بخواهیم به شکلی ساده‌تر توضیح دهیم، می‌توان این فرایند را به جداسازی ذرات براده آهن از داخل یک ظرف آب تشبیه کرد؛ جایی که نانوذرات پوشش داده شده با پادتن‌های اختصاصی سلول‌های سرطانی به این سلول‌ها در خون بیماران سرطانی متصل شده به واسطه خصوصیات مغناطیسی خود تحت میدان مغناطیسی از سیستم گردش خون جدا می‌شوند.

این دستگاه منحصر به فرد است و توانایی جداسازی سلول‌های سرطانی را با دقت و کارایی بالا در حجم‌های مختلف خون دارا است، علاوه‌بر این توانایی تطبیق با انواع پروتئین‌های شناسایی‌کننده سلول‌های سرطانی موجب می‌شود که بتواند در زمینه‌های مختلف تشخیصی به کار گرفته شود. هرچند در حال حاضر تمرکز ما بیشتر بر اهداف تشخیصی است و دستگاه بیشتر در این زمینه استفاده می‌شود.

ایمنا: در مورد عملکرد این نانوذرات بر روی سلول‌های خونی دیگر، آیا واکنش‌های جانبی یا مشکلات دیگری را هم مشاهده کرده‌اید؟

کفایت: ما آزمایش‌های گسترده‌ای روی سلول‌های خونی انجام دادهایم و نتایج حاصل از این آزمایش‌ها نشان می‌دهند که این نانوذرات بیش از ۸۰ درصد در جداسازی سلول‌های سرطانی مؤثر بوده‌اند و هیچ تأثیری بدی بر سلول‌های ایمنی و سلول‌های قرمز خون نداشته‌اند. عوارض جانبی هم در سطح بسیار پایین و به حدی بوده که از نظر پزشکی خللی در تست‌های بالینی و ورود این سیستم به کارآزمایی‌ های بالینی ایجاد نخواهد کرد. به بیان دیگر، نانوذرات مورد استفاده ما توانسته‌اند به خوبی وظیفه خود را انجام دهند بدون اینکه به سایر اجزای خون و ارگان‌های حیاتی بدن همچون کبد و کلیه آسیبی وارد کنند، همچنین لازم به ذکر است دستگاه به گونه‌ای طراحی شده است که نانوذرات توسط میدان مغناطیسی و فیلترهای سه بعدی تعبیه شده در داخل دستگاه به سرعت از خون جدا می‌شوند تا کم‌ترین تماس سلول‌های بدن با این نانوذرات را داشته باشیم.

ایمنا: آیا این دستگاه عملکرد خاصی نسبت به دستگاه‌های دیالیز فعلی دارد؟

کفایت: دستگاه‌های دیالیزی که به‌طور عمومی شناخته شده‌اند، تنها برای متعادل آب، الکترولیت‌ها و مواد زائد خون در بیماران کلیوی استفاده می‌شوند و تأثیری بر روی سلول‌های خونی ندارند، اما این دستگاه به‌طور اختصاصی برای جداسازی سلول‌های سرطانی از خون بیماران سرطانی یا جداسازی سایر سلول‌های مورد نظر از خون از جمله سلول‌های ایمنی طراحی شده است و قابلیت‌های آن به گونه‌ای است که می‌تواند به صورت موازی با دستگاه‌های دیالیز موجود عمل کند به این معنی که این توانایی در این دستگاه هست که بر روی سیستم دستگاه‌های دیالیز کنونی قرار بگیرد. این دستگاه توانایی جداسازی سلول‌های سرطانی را از خون بیماران دارد و می‌تواند به‌عنوان یک ابزار حیاتی در فرایند تشخیص و درمان سرطان به کار رود.

ایمنا: این دستگاه در چه مرحله‌ای از توسعه قرار دارد؟ آیا به مرحله آزمایش‌های حیوانی رسیده‌اید؟

کفایت: تاکنون موفق شده‌ایم سلول‌های سرطانی را با بازده بالا و در حجم بالا از نمونه‌های خون انسان جدا سازی کنیم، همچنین بر روی نمونه‌های خون گرفته شده از بیماران سرطانی، آزمایش‌هایی انجام داده‌ایم که نتایج بسیار امیدوارکننده بوده است. نتایج این آزمایش‌ها نشان داده که دستگاه می‌تواند با دقت و کارایی بالا سلول‌های سرطانی را شناسایی و جدا کند. مرحله بعدی که در دستور کار ما قرار دارد، آزمایش‌های حیوانی است که روی مدل‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر انجام خواهد شد، این مرحله برای تأیید کارایی دستگاه در شرایط واقعی بدن حیوانات ضروری است و نتایج آن می‌تواند ما را به مرحله بعدی، یعنی آزمایش‌های بالینی انسانی، نزدیک‌تر کند.

ایمنا: این دستگاه می‌تواند برای تشخیص چه نوع سرطان‌هایی استفاده شود؟

کفایت: ما از شناساگرهایی استفاده کردیم که برای تشخیص سرطان پستان (بِرست کنسر) طراحی شده‌اند، با این حال طراحی دستگاه و نانوذرات مورد استفاده به گونه‌ای است که با تغییر شناساگر، می‌تواند برای تشخیص هر نوع سرطانی استفاده شود، زیرا سلول‌های سرطانی از بافت‌های مختلف بدن شناساگرهای اختصاصی مخصوص به خود را دارا هستند و ما با تغییر شناساگر سطح نانوذرات خود می‌توانیم سلول‌ها را مورد هدف قرار دهیم. در واقع، محدودیتی از نظر نوع سرطان وجود ندارد و با تغییر پروتئین‌های شناسایی کننده، می‌توان دستگاه را برای تشخیص انواع مختلف سرطان‌ها تطبیق داد، این انعطاف‌پذیری دستگاه از نقاط قوت آن به شمار می‌رود.

ایمنا: آیا این دستگاه به جز تشخیص، می‌تواند کاربرد درمانی هم داشته باشد؟

ملاعباسی: این دستگاه علاوه‌بر کاربردهای تشخیصی، قابلیت‌های درمانی نیز دارد. یکی از این قابلیت‌ها، جداسازی سلول‌های سرطانی از خون بیمار در فرایندی مشابه دیالیز است، تعداد سلول‌های سرطانی در خون می‌تواند نشان‌دهنده وضعیت پیشرفت سرطان در بیمار باشد و حتی از بسیاری از مارکرهای موجود دقیق‌تر عمل کند. این دستگاه می‌تواند به‌طور کامل خون بیمار را دیالیز کرده و علاوه‌بر شمارش سلول‌های سرطانی که با اهداف تشخیصی انجام می‌شود و با جداسازی سلول‌های سرطانی از خون از پخش شدن آن‌ها جلوگیری کرده و به‌گونه‌ای جلوی ایجاد متاستاز در بافت‌های بدن را بگیرد. هدف نهایی ما این است که در آینده بتوانیم از این دستگاه برای پاکسازی کامل خون بیماران از سلول‌های سرطانی استفاده کنیم، بدون اینکه به سلول‌های سالم آسیبی وارد شود.

ایمنا: آیا مواد شیمیایی که در این دستگاه استفاده می‌شود، ممکن است برای بدن بیمار خطرناک باشد؟

ملاعباسی: نانوذراتی که در این دستگاه استفاده می‌کنیم، خاصیت مغناطیسی دارند و از موادی ساخته شده‌اند که مشابه موادی هستند که در تصویربرداری MRI مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نانوذرات به‌دلیل ساختار خاص خود، در جریان خون بیمار با ایمنی بالا عمل می‌کنند. بر اساس تست‌های سمیت که انجام داده‌ایم، هیچ گونه سمیت یا عوارض جانبی خاصی از این نانوذرات مشاهده نشده است و توانسته‌ایم تاییدیه‌های لازم را دریافت کنیم. علاوه‌بر این، دستگاه به گونه‌ای طراحی شده که می‌تواند بیش از ۹۰ تا ۹۵ درصد نانوذرات وارد شده به خون را در نخستین عبور از فیلترهای سه بعدی و مغناطیسی دستگاه جدا کند، بنابراین احتمال باقی ماندن این نانوذرات در بدن و ایجاد عوارض جانبی بسیار کم است.

ایمنا: آیا تاکنون از خارج از کشور توجهی به این دستگاه شده است؟

ملاعباسی: این دستگاه با توجه به قابلیت‌های منحصربه‌فرد خود و مشاوره و حمایت مسئول تجاری‌سازی این طرح مورد توجه بعضی از شرکت‌ها و ستادها و مراکز تحقیقاتی بین المللی قرار گرفته است، حتی پیشنهاداتی برای همکاری و توسعه مشترک نیز مطرح شده است. البته این پیشنهادات در حال حاضر در مراحل اولیه هستند و هنوز به مرحله اجرایی جدی نرسیده‌اند. اما این توجهات برای ما بسیار امیدوارکننده است و امیدواریم که بتوانیم در آینده همکاری‌های بین المللی بیشتری داشته باشیم تا این فناوری را به سطح بالاتری از توسعه و کاربرد برسانیم. یکی از نشانه‌های موفقیت این دستگاه چاپ مقاله در یکی از بهترین مجله‌های علمی بین المللی از انجمن شیمی آمریکا است.

ایمنا: با توجه به وابستگی پروژه به حمایت‌های مالی و دولتی و هزینه‌های بالای تجهیزات و مواد اولیه، چه برنامه‌هایی برای جذب حمایت‌های مالی و دولتی و کاهش وابستگی به واردات دارید؟

کفایت: ادامه این پژوهش و توسعه این دستگاه به شدت وابسته به حمایت‌های مالی و دولتی است، همان‌طور که قبلاً هم اشاره کردم، تجهیزات و مواد اولیه ای که در این پروژه استفاده می‌شوند بسیار گران قیمت و به‌طور عمده وارداتی هستند. اگر حمایت مالی لازم از طرف دولت و سازمان‌های ذی‌ربط انجام شود، ما مطمئنیم که می‌توانیم به نتایج بسیار ارزشمندی برسیم که نه‌تنها در ایران، بلکه در سطح جهانی هم تأثیرگذار خواهد بود.

ایمنا: چگونه این هم‌فکری و همکاری‌ها به حل چالش‌های فنی و توسعه موفق دستگاه دیالیز سلول‌های تومور در گردش کمک کرده است؟

ملاعباسی: من هم در اینجا می‌خواهم از تیم تحقیقاتی ارزشمندمان تشکر کنم، ایده اصلی این پروژه از طرف امیرحسین کفایت مطرح شد و سپس در بخش طراحی دستگاه و انجام تست‌های سلولی و مولکولی، امید سرتیپ زاده و رضا غلامی و دیگر همکاران به آن پیوستند، ما توانستیم با هم‌فکری و همکاری یک تیم بین رشته‌ای زیر نظر مدیریت اینجانب و صرامی این دستگاه را توسعه دهیم. کار گروهی به‌طور چشمگیری مؤثر و مفید است، چراکه با تقسیم وظایف میان اعضا، بار کاری کاهش یافته و بهره‌وری افزایش پیدا می‌کند. این فرایند فرصتی برای تبادل دانش و مهارت‌ها فراهم می‌آورد که به بهبود کیفیت کار و یادگیری مداوم کمک می‌کند، همچنین همکاری با دیگران می‌تواند به خلق ایده‌های جدید و خلاقانه منجر شود و پشتیبانی و انگیزه روحی لازم را برای ادامه کار فراهم کند. در نهایت، گروه‌ها به‌طور مؤثرتری به حل مسائل پیچیده می‌پردازند و مهارت‌های اجتماعی اعضا را تقویت می‌کنند، به‌طوری‌که ارتباطات و همکاری بهبود پیدا می‌کند.