یکی از چالش‌های بزرگ در درمان سرطان پانکراس، نفوذ به بافت متراکم این اندام برای تشخیص دقیق مرز بین بافت سرطانی و سالم است. در مطالعه‌ای جدید، پژوهشگران از ساختارهای DNA اُریگامی برای انتقال انتخابی مواد تصویربرداری فلورسنت به سلول‌های سرطانی پانکراس استفاده کرده‌اند، بدون آنکه سلول‌های سالم تحت تأثیر قرار بگیرند.
این مطالعه که به سرپرستی بوم‌سو هان از دانشگاه ایلینوی در اربانا-شمپین و جونگ هیون چوی از دانشگاه پردیو انجام شد، نشان داد ساختارهای DNA اُریگامی طراحی‌شده که حامل رنگ‌های تصویربرداری هستند، می‌توانند به‌طور اختصاصی سلول‌های انسانی دارای جهش KRAS را هدف قرار دهند؛ جهشی که در ۹۵٪ موارد سرطان پانکراس دیده می‌شود.
هان که عضو مرکز سرطان دانشگاه ایلینوی نیز هست، می‌گوید: “این پژوهش نه‌تنها گامی به‌سوی تصویربرداری دقیق‌تر از سرطان است، بلکه راه را برای شیمی‌درمانی انتخابی هموار می‌کند؛ دستاوردی مهم در مقایسه با روش‌های درمانی رایج برای سرطان مجرای پانکراس. تصویربرداری دقیق‌تر از حاشیه‌های تومور می‌تواند کیفیت جراحی‌های برداشت بافت سرطانی را به‌طور چشمگیری بهبود ببخشد.”
DNA اُریگامی: ابزاری مهندسی‌شده برای تصویربرداری هدفمند
DNA به‌عنوان یک مولکول دو رشته‌ای بلند، امکان تا خوردن به ساختارهایی در مقیاس نانو را فراهم می‌کند؛ ساختارهایی که می‌توانند حامل مولکول‌هایی مانند رنگ‌های فلورسنت باشند و بستری برای ساخت سازه‌های مولکولی مصنوعی و مهندسی‌شده فراهم کنند.
در این مطالعه، تیم پژوهشی از مدل‌های شبیه‌سازی‌شده‌ی سرطان پانکراس استفاده کرد که شامل «تومورویید»های سه‌بعدی چاپ‌شده و سامانه‌های میکروسیالی بود که ریزمحیط پیچیده‌ی تومور – موسوم به مدل‌های تومور-استروما – را تقلید می‌کنند. این روش به کاهش نیاز به استفاده از بافت‌های حیوانی کمک می‌کند و فرایند انتقال یافته‌ها به کاربردهای بالینی را تسریع می‌بخشد.
برای ارزیابی جذب ساختارهای DNA اُریگامی در بافت‌های توموری، پژوهشگران رنگ‌های فلورسنت را با این ساختارها ترکیب کردند و با استفاده از تصویربرداری فلورسنت، حرکت آن‌ها را درون مدل‌های توموری دنبال کردند. سپس این ساختارها را به موش‌هایی که بافت تومور انسانی پانکراس داشتند تزریق کردند تا نحوه‌ی توزیع آن‌ها را در شرایط زیستی نزدیک‌تر به انسان بررسی کنند.
اهمیت شکل و اندازه در کارایی DNA اُریگامی
پژوهشگران ساختارهای DNA اُریگامی لوله‌ای و کاشی‌مانند را در اندازه‌های مختلف بررسی کردند. نتایج نشان داد ساختارهای لوله‌ای به طول حدود ۷۰ نانومتر و قطر ۳۰ نانومتر، و همچنین ساختارهای بسیار کوچک‌تر به طول ۶ نانومتر و همان قطر، بیشترین جذب را توسط بافت‌های سرطانی پانکراس داشتند؛ درحالی‌که این ساختارها وارد بافت‌های سالم اطراف نمی‌شدند. در مقابل، ساختارهای بزرگ‌تر و همه‌ی شکل‌های کاشی‌مانند عملکرد ضعیف‌تری داشتند.
هان در این‌باره می‌گوید: “ما از اینکه تغییرات در اندازه و شکل بسته‌های DNA اُریگامی تا این حد بر جذب آن‌ها توسط سلول‌های سرطانی در مقایسه با سلول‌های سالم تأثیر می‌گذارد، شگفت‌زده شدیم. ابتدا تصور می‌کردم هرچه اندازه کوچک‌تر باشد، تجمع بیشتری خواهیم داشت، اما به‌نظر می‌رسد که برای کارایی بهینه، نه‌تنها اندازه بلکه شکل نیز باید در یک بازه‌ی خاص تنظیم شود.”
گام بعدی: شیمی‌درمانی هدفمند با DNA اُریگامی
هان اعلام کرد که گام بعدی، بارگذاری داروهای شیمی‌درمانی درون ساختارهای DNA اُریگامی و رساندن انتخابی آن‌ها به سلول‌های سرطانی بدون تأثیر بر سلول‌های سالم است. او افزود: «به‌کارگیری مدل‌های مهندسی‌شده‌ی تومور برای کاهش استفاده از حیوانات و تسریع در کشف داروها، یکی از مسیرهایی است که به آن افتخار می‌کنیم.»
منبع:
DNA Origami‐Cyanine Nanocomplex for Precision Imaging of KRAS‐Mutant Pancreatic Cancer Cells. Advanced Science, 2025; DOI: 10.1002/advs.202410278
تهیه و تنظیم: سید طه نوربخش
نظارت و تأیید: فائزه محمدهاشم-متخصص ژنتیک
