کشتن انتخابی سلو ل های سرطانی به کمک امواج فراصوت خاص

براساس نتایج پژوهشی جدید، با استفاده از امواج فراصوت خاص می‌توان بدون آسیب به سلول‌های سالم، سلول‌های سرطانی را نابود کرد.

گروهی از پژوهشگران مؤسسه‌ی فناوری کالیفرنیا (Caltech) تکنیکی جدیدی را برای کشتن سلول‌های سرطانی پیشنهاد کرده‌اند که در آن از امواج فراصوت با شدت پایین استفاده می‌شود. پژوهش جدید هنوز در مراحل بسیار ابتدایی است اما مطالعات اولیه در شرایط آزمایشگاهی نشان داده که امواج صوتی وقتی با فرکانس خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند، می‌توانند به‌طور موثری سلول‌های سرطانی را از بین برده ولی سلول‌های سالم را دست‌نخورده باقی گذارند.

چندین مطالعه موفقیت‌آمیز اخیر نشان داده است که برای درمان غیرتهاجمی سرطان می‌توان به شیوه‌های جدیدی از امواج فراصوت استفاده کرد. پیشرفته‌ترین روش دراین‌زمینه با عنوان امواج فراصوت متمرکز با شدت بالا (HIFU) شناخته می‌شود. این روش با امواج قدرتمند و متمرکز صوت سلول‌های سرطانی را مورد هدف قرار می‌دهد و بافت سرطانی را داغ کرده و از بین می‌برد.

چالش مرتبط‌با کاربرد بالینی HIFU یافتن راه‌هایی برای تمرکز بهتر امواج آسیب‌زننده است، چرا که آن‌ها به‌راحتی می‌توانند بافت سالم را نیز تخریب کنند. در پیشرفت قابل‌توجهی در سال گذشته، روش جدیدی برای استفاده از این تکنیک برای مورد هدف قرار دادن سرطان پروستات معرفی شد بااین‌حال، مسئله‌ی آسیب بافت‌های مجاور همچنان وجود دارد.

این ایده که برای درمان بیماری‌ها، بدن را در معرض فرکانس‌های صوتی خاص قرار دهیم، ایده‌ای قدیمی است. ادعاهای شبه‌علمی بی‌شماری مورد کشف فرکانس جادویی سخن گفته‌اند که بتواند همه‌ی بیماری‌های انسان را درمان کند اگرچه تقریبا هیچ‌کدام از این ایده‌ها پشتوانه‌ی علمی محکمی ندارد.

در سال ۲۰۱۶، مایکل اورتیز، پژوهشگر مؤسسه‌ی فناوری کالیفرنیا مقاله‌ی جالبی را در مجله‌ی Journal of the Mechanics and Physics of Solids منتشر کرد. اورتیز و نویسنده‌ی همکار او یعنی استفانی هیدن، گفتند که مدلی ریاضی را توسعه داده‌اند که فاصله‌ی متمایز بین نرخ رشد رزونانت سلول‌های سالم و سرطانی را نشان می‌دهد. معنای این یافته‌ها آن بود که ازنظر تئوری، موج صوتی که به‌صورت بسیار خاصی تنظیم ‌شده باشد، می‌تواند غشای هسته‌ی یک سلول سرطانی را تا حد پارگی به ارتعاش درآورد. به‌خاطر فاصله‌ی فرکانس بین سلول‌های سالم و سلول‌های سرطانی، این روش باید به سلول‌های سالم آسیبی نرساند، درحالی‌که به‌طور غیرتهاجمی سلول‌های سرطانی را تخریب کند.

پژوهشگران در مطالعه‌ی نخست، با ترکیب واژه‌های یونانی تومور (oncos) و شکستن (tripsy)، نام این فرایند را شکستن تومور (oncotripsy) نهادند. البته در آن زمان ایده‌ی آن‌ها هنوز فرضی بود اما موجب جلب توجه برخی پژوهشگران شد و آن‌ها خواستند نتایج واقعی حاصل‌از چنین فرایندی را مورد آزمایش قرار دهند. پیتر لی، دانشمند مرکز پژوهشی شهر امید (City of Hope) که شیفته‌ی این ایده و درگیر پروژه شد، گفت:

وقتی من درمورد آن شنیدم، فکر کردم ایده‌ای جذاب است و اگر اثربخش باشد، می‌تواند روشی انقلابی برای درمان سرطان باشد.

پژوهشگران شروع به انجام آزمایش‌های آزمایشگاهی کردند و در آن انواع مختلفی از فرکانس‌ها، الگوها و دوره‌های پالس مختلف امواج فراصوت را روی سلول‌های سرطانی انسان مورد آزمایش قرار دادند.

_{فرکانس و دوره‌ی پالس بسیار خاص می‌تواند سلول‌های سرطانی را بکشد ولی کاری به سلول‌های سالم نداشته باشد}

در مطالعه‌ی جدید که در مجله‌ی Applied Physics Letters منتشر شده است، گروه پژوهشی فرکانس و دوره‌ای از امواج فراصوت را پیشنهاد کرده‌اند که باعث می‌شود غشای خارجی سلول سرطانی بشکند درحالی‌که سلول‌های سالم دست‌نخورده باقی بمانند. پژوهشگران مطالعه چنین نتیجه‌گیری کردند:

نتایج ما نشان می‌دهد پارامترهای خاص LIPUS می‌تواند موجب تخریب انتخابی سلول‌های سرطانی شود. در یک مدل آزمایشگاهی، LIPUS با فرکانس ۰/۵ مگاهرتز و دوره‌ی پالس ۲۰ میلی‌ثانیه به کار برده شد و دارای بزرگ‌ترین حاشیه‌ی درمانی در تخریب یک قطعه متنوع از سلول‌های سرطانی بود درحالی‌که سلول‌های خون و سلول‌های ایمنی سالم را تا حد زیادی دست‌نخورده برجای می‌گذاشت.

مسئله جالب اینکه مطالعه‌ی جدید نشان می‌دهد اگرچه فرکانس صوتی مؤثر، از فرکانسی که به‌طور معمول در اسکن‌های تشخیصی فراصوتی استفاده می‌شود، متفاوت نیست، تخریب سلول‌های سرطانی تنها زمانی قابل تشخیص است که دوره‌ی پالس از ۱۰ میلی‌ثانیه فراتر برود. در این مطالعه ذکر می‌شود که در بیشتر روش‌های تشخیصی فراصوتی از دوره‌های پالس بسیار کوتاه‌تری می‌شود. دیویدمیتلشتین، یکی از نویسندگان مقاله‌ی جدید می‌گوید:

این یک اثبات مفهوم هیجان‌انگیز برای درمان جدیدی از سرطان است که به این نیاز ندارد که سرطان مارکرهای مولکولی منحصربه‌فردی داشته باشد یا برای مورد هدف قرار گرفتن، از سلول‌ها سالم جدا باشد.

تأکید بر این مسئله مهم است که این پژوهش هنوز در مراحل اولیه است. روش تنها روی کشت‌های سلولی مورد آزمایش قرار گرفته است، بنابراین قبل از درنظر گرفتن کارآزمایی‌های انسانی، باید ابتدا روی تومورهای جامد و نیز حیوانات مورد آزمایش قرار گیرد.