درمان پوکی استخوان با نانو حباب‌ها

استادیار ایرانی دانشگاه مرکزی فلوریدا و دانشجویانش موفق به کشف روش درمانی بیماری پوکی استخوان با استفاده از نانو حباب‌ها شدند.

پوکی استخوان یک چالش در حال رشد است که طی آن توده استخوانی و تراکم مواد معدنی کاهش یافته و استحکام و ساختار استخوان تغییر کرده و در نتیجه منجر به از دست رفتن تراکم استخوان و افزایش خطر شکستگی استخوان می‌شود.

توسعه پوکی استخوان با اندازه‌گیری تراکم معدنی استخوان مشخص می‌شود. شروع درمان این بیماری نیز معمولاً شامل پیشگیری از افتادن یا ضربات ناگهانی، مصرف کافی کلسیم (حداقل ۱۲۰۰ میلی‌گرم در روز)، مصرف ویتامین D (حداقل ۷۰۰ تا ۸۰۰ واحد در روز) و دریافت درمان پزشکی با یک "بیس‌فسفونات" مانند "اسید ایباندرونیک" است.

با وجود پیشرفت‌های قابل توجه در درمان پوکی استخوان، اما بسیاری از بیماران به‌دلیل نگرانی در مورد عوارض جانبی غیرمعمول و فقدان شواهد معتبر برای اثربخشی طولانی‌مدت دارو‌های تجویزی (به‌ویژه بیس‌فسفونات)، از مصرف آن‌ها خودداری می‌کنند.

بنابراین، همچنان نیاز بالینی به کشف استراتژی‌هایی برای بهبود انطباق بیماران و پذیرش این دارو‌ها وجود دارد. اخیراً ادغام علم نانو و دارورسانی نویدبخش فرموله کردن یک درمان هدفمند و طولانی‌مدت برای بیماران پوکی استخوان بوده است.

یکی از استراتژی‌های جدید برای بهبود درمان پوکی استخوان، توسعه سیستم‌های دارورسانی مبتنی بر نانومواد بوده که استخوان را هدف قرار می‌دهند. این سیستم‌های نانودارویی، سمیت را کاهش داده و اثربخشی درمانی و مشخصات فارماکوکینتیک عوامل درمانی را افزایش می‌دهند. تاکنون نانوپلتفرم‌های متعددی برای درمان پوکی استخوان معرفی شده است. به‌عنوان مثال، هیدروکسید‌های دو لایه‌ای (LDHs) و سیلیکات و نانوذرات گرافن به‌عنوان کاندیدا‌های قابل توجهی در حال ظهور هستند.

به نقل از ستاد نانو، مهدی رضوی، استادیار دانشگاه مرکزی فلوریدا (UCF) و دانشجویانش نیز اخیراً یک روش نانویی جدید مبتنی بر نانوحباب‌ها برای درمان پوکی استخوان با استفاده از کاتپسین K (CTSK) کشف کردند. CTSK نقش مهمی در فرآیند تحلیل استخوان ایفا می‌کند.

نانوحباب‌ها سلول‌های استئوکلاست (سلول‌های استخوانی که ژن CTSK را در خود جای داده‌اند) را هدف قرار داده و از تماس siRNA با محیط اطراف محافظت می‌کنند. در این روش، سیستم تحویل با کاهش سرعت توزیع دارو، به طولانی‌تر شدن اثربخشی فرآیند کمک می‌کند. مزیت نانوحباب‌های پاسخگو به اولتراسونیک این است که به‌عنوان یک فناوری دوگانه عمل کرده که در آن از امواج فراصوت برای مختل کردن حباب‌ها، انتقال ژن و حتی کمک به رشد استخوان استفاده می‌شود.

از منظر قابلیت تجاری‌سازی فناوری‌های نانویی مرتبط با پوکی استخوان، باید گفت که بسیاری از شرکت‌های فعال در حوزه علوم نانو در حال توسعه پلتفرم‌های تشخیصی و درمانی برای این بیماری هستند که از آن جمله می‌توان به شرکت نانوکس (Nanox) اشاره کرد. این شرکت ابزار‌های تصویربرداری پزشکی مبتنی بر هوش مصنوعی (AI) را برای غربالگری شاخص‌های اولیه بیماری توسعه می‌دهد. نانوکس در سال ۲۰۲۲ تأییدیه FDA را برای دستگاه HealthOST خود دریافت کرد.

این ابزار هوش مصنوعی، تراکم استخوان پایین و شکستگی‌های مرتبط با پوکی استخوان را اندازه‌گیری می‌کند. گزارش‌ها حکایت از دقت ۹۰ درصدی این روش دارد.

پیشرفت در علم نانو باعث پیدایش تکنیک‌های جدیدی برای بهبود ویژگی‌های درمانی پوکی استخوان شده است. توسعه نانوحامل‌ها نوید کاربرد‌های بالینی آن‌ها برای رساندن دارو به بافت‌های استخوانی دارند.

این نانودارو‌ها به گسترش فرصت‌های درمانی، بهبود غلظت موضعی دارو و کاهش اثرات منفی خارج از هدف کمک می‌کنند. در همین راستا، در حال حاضر تحقیقات متمرکزی بر انتشار، پایداری و ایمنی دارو با تمرکز بر بهینه‌سازی نانوحامل‌ها در حال انجام و پشتیبانی است.