X
تبلیغات
رایتل

نقش نانوتکنولوژی در درمان سرطان

جمعه 23 اردیبهشت‌ماه سال 1390

نقش نانوتکنولوژی در درمان سرطان

امید به درمان سرطان؛ چرا نانو؟

در رابطه با اهداف و چالش‌های انستیتوملی سرطان در خصوص رنج مبتلایان به این بیماری و مرگ و میر ناشی از آن و به منظور دسترسی به این اهداف تا سال 2015، تعدادی از زمینه‌هایی که می‌تواند سهم عمده‌ای ازکاربردهای فناوری‌نانو در سرطان داشته باشد، توجه بسیاری را به خود جلب نمود.تاکنون تعامل میان فناوری‌نانو در زمینۀ سرطان و زیست‌شناسی سرطان، تحولی عظیم در روش‌های تشخیص، درمان و پیشگیری از سرطان ایجاد کرده است، که این دستاوردها آغازی برای رسیدن به کاربردهای بالینی می‌باشند. فناوری‌نانو با ارائه ابزارهای جدید موجب تسریع روند تشخیص سرطان در مراکز درمان سرطان و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی و نیز درک چگونگی عوامل و فرآیندهای ایجاد کنندۀ این بیماری و دلایل پیشرفت آن، گشته است. به گفتۀ Andro von eschenbach، سرپرست انستیتو ملی سرطان، فناوری‌نانو، دانش مربوط به مقیاس‌های کوچک، در حال جذب بزرگ‌ترین دانشمندان از سراسر دنیا در زمینه‌های گوناگون علمی و مهندسی می‌باشد و هدف آن معطوف و هماهنگ کردن استعدادها و ذهن آنها بر روی حل مسائل و مشکلاتی است که بر سر راه تحقیقات در مورد تجهیزات درمان بالینی وجود دارد. به عقیدۀ وی، نانومواد و نانوابزارها نقشی بی‌نظیر و حیاتی را در تبدیل دانش به پیشرفت‌های مفید بالینی در زمینۀ تشخیص و درمان سلول‌های سرطانی ایفا می‌‌کنند، کاری که با انجام آن روند تشخیص و درمان و نهایتاَ پیشگیری از سرطان کاملاَ متحول خواهد شد.مثالی که می‌تواند به منظور درک بیشتر پتانسیل وسیع فناوری‌نانو در زمینۀ تغییر روش‌های تشخیص و درمان سرطان به کار رود استفاده از نانو‌ذرات می‌باشد. دکترParas Prasad از گروه شیمی دانشگاه بوفالو و دکتر Raoul kopelman از گروه فیزیک دانشگاه میشیگان، نانوذرات کروی تولید نمودند که شکلی شبیه به توپ‌های تنیس، البته با ابعادی برابر با یک ده‌هزارم یک سر سوزن، دارند. این نانو‌ذرات به‌طور هم‌زمان قادر به تشخیص تومورهای سرطانی بسیار ریز و نیز انتقال داروهای بسیار مؤثر و نابود کنندۀ این سلول‌ها در یک موجود زنده می‌باشند. استفاده از این نانو‌ذرات به عنوان دارو و برای درمان سلول‌های بدخیم سرطانی هیچ‌گونه تأثیر سوئی بر سلول‌ها و بافت‌های سالم بدن بر جای نمی‌گذارند.
پس از رسیدن این نانوذرات به تومورها، داروهای درون آنها به وسیله نوارهای باریک نور لیزر فعال می‌شوند. این نانوذرات همچنین قادر به مشخص نمودن میزان تأثیر درمان بر سلول‌های بدخیم می‌باشند. این ایدۀ بزرگ که تنها با تزریق یک عامل بتوان تشخیص، درمان و گزارش در مورد میزان اثر بخشی درمان را انجام داد، امری است که فقط با کمک فناوری‌نانو میسر می‌شود.این یک دانش جدید نیست ولی بهتر استامروزه کار محققانی مانند دکتر kopelman و دکتر Prasad فناوری‌نانو را به یک موضوع داغ در سطح جهانی بدل و موجب افزایش توجهات عمومی و پوشش‌های خبری در این مورد شده است. در این میان آنچه که غیر عادی به نظر می‌رسد اینست که چرا این فناوری این قدر دیر به دست آمد، اما واقعیت امر این است که شیمیدانان، فیزیک‌دانان، مهندسان و زیست‌شناسان، مدت‌ها قبل از اینکه فناوری‌نانو به این صورت در جهان فراگیر شود هر کدام به گونه‌ای با آن سر و کار داشته‌اند.امروزه بسیاری از شیمیدانان و فیزیک‌دانان این ادعا را دارند که از روزهای آخر قرن بیستم، در حال کار در مقیاس نانو- محدودۀ طولی100 -1 نانومتر- هستند. هموگلوبین، پروتئینی که وظیفۀ نقل و انتقال اکسیژن در جریان خون را به عهده دارد، دارای قطری برابر 5 نانومتر، 5 بیلیونیوم یک متر، می‌باشد. بیشتر مولکول‌های دارویی کوچک‌تر از یک نانومتر هستند و این درحالی است که اتم‌های سیلیکونی تشکیل دهندۀ یک تراشۀ کامپیوتری، دارای اندازه‌ای در حد یک دهم نانومتر می‌باشند.اما کارکردن با اتم‌ها و مولکول‌ها، پروتئین‌ها، DNA و مطالعۀ آنها تنها چیزی نیست که محققان به دنبال آن هستند، بلکه انتظار و تعریف آنها از فناوری‌نانو می‌تواند همان تعریف ارائه شده از سوی NNI باشد که فناوری‌نانو را زمینه‌ای از علم می‌داند که شامل موارد زیر است:
-تحقیق و توسعۀ فناوری در سطوح اتمی، مولکولی یا ماکرو‌مولکولی، در مقیاس طولی در حدود 100-1 نانومتر؛
-ساخت و به کارگیری ساختارها و ابزارها و سیستم‌هایی که به علت داشتن ابعاد کوچک یا متوسط خواص بی‌نظیری دارند؛
-توانایی کنترل یا دستکاری در مقیاس اتمی.
براساس این تعریف، پیدایش فناوری‌نانو به سال 1985، و در پی کسب دو پیشرفتی که هر دو منجر به دریافت جایزۀ نوبل شدند بر می‌گردد. اولین مورد مربوط به اختراع میکروسکپ تونل‌زنی عبوری یا STM در سال 1985 می‌باشد که آن را دکترGerd Binnig و دکتر Heinrich Rohner، فیزیک‌دانان مؤسسۀ IBM، در زوریخ سوئیس انجام دادند. این دو فیزیک‌دان با ارائۀ این اختراع موفق به دریافت جایزۀ نوبل فیزیک در سال 1986 شدند. دومین پیشرفت، در یک دورۀ 11 روزه در همان سال 1985، در دانشگاه رایس حاصل شد. هنگامی که شیمیدانان، دکتر Robert Curl Jr، دکتر ریچارد اسمالی و دکتر Harold Kroto، موفق به کشف ترکیب جدید کربنی شدند که آن را باکی مینستر فولرین نامیدند که اصطلاحاَ به آن باکی‌بال گفته می‌شود. بر خلاف سایر ترکیبات کربنی که از تعداد نامحدودی اتم‌های کربن ساخته شده‌اند، اتم‌های تشکیل‌دهندۀ باکی‌بال‌ها محدود به 60 عدد می‌باشد که این تعداد اتم به صورت کروی و به شکل یک توپ فوتبال آرایش یافته‌اند و شکل این ساختار برای اولین بار توسط معماری به نام باکی مینستر فولر ارائه شد. یافته‌های آنان بسیار بحث انگیز بود و نتیجۀ تلاش آنها برای کشف این نانو‌ذرات جدید نه تنها دریافت جایزۀ نوبل را برای آنها به دنبال داشت بلکه آغازی برای حجم وسیع تحقیقات در زمینۀ مواد نانومقیاس گردید.تولد فناوری‌نانو در زمینۀ سرطان را نیز می‌توان به همان دورۀ زمانی نسبت داد. در این تحقیقات کمتر به ماهیت مواد پرداخته ‌شد و توجهات، بیشتر به تحقیق در مورد چگونگی تأثیر آنها بر سلامتی انسان و حفظ زندگی معطوف گردید.در اواسط دهۀ 1980، میکروبیولوژیستی به نام دکتر Adler Moor از دانشگاه کالیفرنیا و بیوتکنولوژیستی به نام دکتر Richard Proffitt، ذرات کروی نانومقیاسی از چربی تولید نمودند که به لیپوزوم‌ها مشهور شدند. لیپوزوم‌ها محتوی داروی قوی اما بسیار سمamphotericin B می‌باشند. این ماده که ترکیبی جدید از یک داروی قدیمی می‌باشد، به وسیلۀ سلول‌های ‌سیستم ایمنی که ماکروفاژ نامیده می‌شوند ایجاد می‌شود. ماکروفاژ‌ها در هر مکانی از بدن که قارچی رشد کرده باشد آزاد می‌شوند. لیپوزوم‌ها، amphotericin B را از طریق سلول‌های حساس کلیه نگه می‌دارند. نتیجۀ تحقیقات تولید داروی جدید و سالم‌تری بود که فیزیک‌دانان معتقدند، استفاده از این دارو موفقیت درمان را مخصوصاَ در مورد بیماران سرطانی که پیوندهای مغز استخوان دریافت کرده‌اند، تضمین می‌کند. در همین زمینه محققان دیگری نیز موفق به تولید لیپوزوم‌های دیگری شدند که قادرند به طور سالم‌تر و مؤثرتری عمل انتقال عوامل ضد سرطان به تومورها و در نتیجه درمان سرطان را انجام دهند.

نوید فناوری‌نانو:

اگرچه بعد از آن لیپوزوم‌ها‌ی اولیه، تعداد محصولات نانو‌مقیاس برای دستیابی انسان به کاربردهای درمانی و پزشکی اندک است، اما این بدان معنی نیست که فناوری‌نانوی مرتبط با درمان سرطان، به پایان راه خود رسیده است. اکثر شیمی‌دانان، مهندسان و زیست‌شناسان دو دهۀ گذشته را صرف تسلط بر پیچیدگی‌های کار با مواد نانومقیاس نموده‌‌اند، در نتیجه هم‌اکنون دانشمندان تصویر واضح‌تری از چگونگی ایجاد مواد نانومقیاس با خصوصیات مورد نظر و مورد نیاز برای کاربرد مؤثر در زندگی بشر را در پیش رو دارند.به گفتۀ دکتر Mauro Ferrari کار در مقیاس نانو سخت‌تر از کارهایی است که در مورد محصولات لیپوزومی انجام گرفت و منجر به موفقیت شد. ‌‌امروزه علی‌رغم تعداد وسیع محصولات نانومقیاس که هم‌اکنون در دسترس می‌باشند، کاربردهای بالقوۀ این نانومواد محدود است. این محدودیت را مهندسان، شیمی‌دانان‌ و دیگران ایجاد نکرده اند بلکه از محدود بودن تصور و دانسته‌های ما در مورد زیست‌شناسی سرطان ناشی شده است.فناوری‌نانو در زمینۀ سرطان دربرگیرندۀ محدودۀ گسترده‌ای از مواد و روش‌هاست که متقابلاً برای حل و برطرف نمودن تعداد زیادی از مسائل و مشکلات در این زمینه به کار می‌رود، از جمله:
-به زودی عوامل تصویر برداری و تشخیص بیماری، پزشکان را قادر به تشخیص سریع سرطان و درمان بسیار آسان خواهد نمود.
-سیستم‌هایی که می‌توانند ارزیابی‌های زمان واقعی از درمان‌ها و جراحی‌ها را برای تسریع فرآیند تفسیر بالینی ارائه نمایند.
-تجهیزات چند کاره‌ای که می‌توانند مرزهای زیست‌شناسی را پشت سر گذاشته و عوامل دارویی چندگانه‌ای را با غلظت‌ها‌ی بالا در زمان و مکان مشخص به یاخته‌های سرطانی برسانند.
-عواملی که قادرند تغیرات مولکولی در بدن را پیش‌بینی نمایند و نیز از بدخیم شدن سلول‌هایی که در مرحلۀ پیش‌سرطان هستند، جلوگیری کنند.
-سیتم‌های نظارتی که توانایی تشخیص تغییرات ناگهانی و نیز علائم ژنتیکی را که نشان‌دهندۀ پیش‌زمینه‌های بروز سرطان هستند دارا می‌باشند.
-روش‌های منحصر به فرد برای کنترل علائم سرطانی که کیفیت زندگی را به‌طور مضری تحت تأثیر قرار می‌دهند.
-ابزارهای تحقیقاتی که محققان را قادر خواهد ساخت، ماهیت عوامل جدید برای توسعۀ روش‌‌های بالینی و پیش‌بینی میزان مقاومت دارو را سریع‌تر تشخیص دهند.نانو‌ذرات دارای انواع مختلفی هستند و به‌طور حتم نقش مهمی را در جنبه‌های مختلف زندگی بازی می‌کنند.
هر نانو‌ذره خصوصیات کاملاَ منحصر به فردی دارد و هر محقق نیز نانو‌ذرات را به طریق خاصی برای توسعۀ روش‌های جدید در مورد تشخیص و درمان سرطان به کار می‌برد، با این همه چند ویژگی خاص در مورد نانو ذرات وجود دارد که موجب ایجاد پیوند میان تمامی این تلاش‌ها شده و زمینۀ وسیعی را برای کاربرد فناوری‌نانو در زمینۀ سرطان ایجاد می‌کند.در ابتدا، محققان نانو ذرات را به گونه‌ای طراحی نمودند که اتصال مقادیر مولکول‌ها از قبیل مولکول‌های دارو و یا مولکول‌هایی که قادر به هدف‌گیری ذرات به سمت تومورها هستند، به سطح ذرات به آسانی انجام گیرد. به عنوان مثال، یک عامل هدف گیرندۀ متداول، می‌تواند مولکول اسید فولیک باشد که اصطلاحاَ به آن فولیت نیز گفته می‌شود. این عامل قادر است گیرنده‌های فولیت را که در سطح سلول‌های سرطانی وجود دارند، تشخیص داده و به آنها متصل شود.عامل هدف گیرندۀ دیگر یک آنتی بادی می‌باشد که قادر به شناسایی و اتصال به پروتئینی به نام Her-2 که در نمونه‌های قطعی سرطان سینه وجود دارد، می‌باشد. عامل دیگر یک آپتامر (یک قسمت از اسید نوکلئیک که به عنوان یک آنتی بادی Super- charged عمل می‌کند) می‌باشد که پس از تشخیص آنتی‌ژن‌های ویژۀ سرطان پروستات، قادر است که به آنها متصل شود.سرطان‌شناسان به طور حتم در حال جست‌وجو برای یافتن این قبیل علائم سطحی سلول می‌باشند و هنگامی‌که کار آنها به نتیجه رسید، فناوری‌نانوست‌ها به آنها ملحق شده تا عوامل هدف گیرندۀ مورد نیاز را تولید نمایند و به این ترتیب جعبۀ ابزار دانشمندان در زمینۀ تشخیص و درمان سرطان کامل شود.اینکه چرا شیمیدان‌ها عامل هدف گیرنده را مستقیماَ به یک مولکول دارو یا یک عامل تصویر برداری متصل نمی‌کنند، از پیچیدگی‌های دیگر کاربرد نانو ذرات است و نیز چیزی است که شیمی‌دانان داروساز به دنبال آن هستند؛ در عین حال قابل ذکر است که به کارگیری نانو‌ذرات در این زمینه دو مزیت عمده دارد:مورد اول، کارکرد یک نانوذره به صورت یک عامل هدف‌گیرنده است. هنگامی‌که اسیدفولیک به یک گیرندۀ فولیت می‌چسبد، این اتصال دوام زیادی ندارد و پس از مدتی مولکول اسیدفولیک از گیرنده جداشده و حرکت می‌کند، در این حالت ممکن است که این عامل به گیرندۀ فولیت دیگری بر روی یک سلول مشابه متصل شود یا اینکه این اتفاق نیفتد.دراینجا یادآوری چگونگی اتصال چند حلقه به یک قلاب، تصویر واضحی را از چگونگی عملکرد نانو‌ذرات به ما می‌دهد. در این حالت نانو ذره به صورت قلابی عمل می‌کند که دسته‌های چند‌تایی از عوامل هدف گیرنده، مانند اسید فولیک، به آن متصل می‌شوند و هدف گیری به این روش بسیار مطمئن‌تر از هنگامی است که از یک داروی متصل شده به یک عامل هدف گیرنده استفاده شود. بنابر گفتۀ پروفسور Gregory Lanza، از بخش داروسازی دانشگاه واشنگتن، در این حالت هر زمانی‌که عامل هدف گیرنده از گیرنده‌اش، بر روی یک سلول سرطانی، جدا شود عامل هدف گیرندۀ دیگری بلافاصله جای آن را پر می‌نماید.
دومین دلیل برای این موضوع که چرا عملکرد ترکیب نانو‌ذره با عوامل هدف‌گیرنده برای تشخیص یا درمان سلول‌های سرطانی از سایر روش‌ها بهتر است، این است که بر خلاف یک مولکول- دارو یا یک عامل تصویر برداری که عملکرد شیمیایی خاصی دارند، یک نانو ذره به صورت ظرف بزرگی می‌باشد که می‌تواند مملو از ده‌ها یا صدها عامل تصویربرداری یا مولکول دارو باشد. به گفتۀ دکتر kopelmanاستفاده از یک نانو ذره به جای یک مولکول منفرد را می‌توان به تحویل دادن یک بستۀ پستی در عوض یک کارت تبریک، تشبیه نمود.پر نمودن یک نانوذرۀ هدف‌گیرنده با دارو، می‌تواند به مقدار زیادی در کاهش اثرات سمی داروهای درمان سرطان مؤثر باشد. از این طریق می‌توان داروی بیشتری را به محل تومور رساند و از رسیدن دارو به بافت‌های سالم جلوگیری نمود و بدین طریق اثرات جانبی استفاده از این داروها را تا حد زیادی کاهش داد، در عین اینکه میزان اثر بخشی آنها نیز بهبود می‌یابد.
نانو ذرات چه هدف گیرنده باشند و چه نباشند، از طریق کاهش به کارگیری مواد شیمیایی مختلف در ترکیب دارو که برای افزایش انحلال‌پذیری این داروها در سیالات بدن به کار می‌روند، نقش عمده‌ای در کاهش عوارض استفاده از داروهای ضد سرطان دارند.به عنوان مثال دارویAbraxane یک ترکیب نانو ذره‌ای ساخته شده از داروی ضد سرطان و بسیار قوی Paclitaxel، به صورت عوامل فعال در Taxol، می‌باشد که هم‌اکنون به‌صورت یک سلاح مهم در تسلیحات درمانی تومور‌شناسان به‌شمار می‌آید، اما مشکلی که در اینجا وجود دارد، کم بودن قابلیت انحلالPaclitaxel در سیالات بدن می‌باشد. شیمیدان‌های داروساز به منظور غلبه بر این مشکل، Paclitaxel را با مواد شیمیایی دیگری که اثرات جانبی بسیار محدودی در بر خواهد داشت، ترکیب نمودند.چنانچه یک نانو ذره را با Paclitaxel پر کنیم، آلبومین به دست می‌آید که یکی از عمده‌ترین پروتئین‌های خونی می‌باشد، استفاده از این مادۀ فوق شیمیایی می‌تواند اثرات بسیار مفیدی برای بیماران داشته باشد. با استفاده از این ماده بیماران می‌توانند مقادیر بیشتری از Paclitaxel را در عین داشتن کمترین میزان اثرات جانبی، مصرف نمایند.

چند عملکرد در یک نانو ذره:

یکی از امید‌بخش‌ترین کاربردهای نانو ذرات، به کارگیری آنها به منظور انجام هم‌زمان دو عمل تشخیص تومور و رساندن دارو به آن می‌باشد.دکترها kopelman، Prasad و Lanza، همگی در حال کار بر روی برخی کاربردهای ویژۀ نانو ذرات در این زمینه می‌باشند. به‌همین ترتیب دکتر JamesBakerکه تحقیقاتش تحت حمایت NCR قرار دارد، و گروهش در دانشگاه میشیگان موفق به تولید dendrimerهای چند منظوره‌ای شدند که به صورت نانو ذرات پلیمری کروی شکلی می‌باشند که قادرند با انواع مختلفی از مولکول‌ها آرایش‌هایی تشکیل دهند.در ماه‌های اخیر، این گروه نتایج حاصل از آزمایش‌های dendrimerهای چند کاره را بر روی حیوانات آزمایشگاهی را به صورت مقاله‌هایی ارائه نمود که این نتایج حاکی از موفقیت dendrimerها در در انجام همزمان دو عمل تشخیص و درمان تومورها بود. یک چنین عملکرد چند منظوره‌ای را شاید بتوان مهم‌ترین مشخصۀ نانو ذراتی دانست که در درمان سرطان استفاده می‌شوند و دانشمندان با به کارگیری آنها قادر به وجود آوردن تحولات بسیار عظیمی در عرصۀ تشخیص، درمان و پیشگیری از سرطان خواهند بود.قابل توجه است که قابلیت دارورسانی به این طریق، خاص یک نوع داروی خاص نیست و در این شیوه می‌توان به طور همزمان چندین داروی متفاوت را به یک تومور انتقال داد.مطمئناَ تلاش‌های فراوانی به منظور تولید نانو ذرات چند کاره‌ با خواص ویژۀ درمانی صورت خواهد گرفت؛ خواصی که هر سه عملکرد هدف یابی، ظرفیت ترابری و غلبه نمودن بر مقاومتی که تومور نسبت به دارو نشان می‌دهد، را به صورت یک‌جا داشته باشند. مع‌ذلک دانشمندان فناوری‌نانو که در زمینۀ سرطان فعالیت می‌کنند خوش‌بین هستند که روش‌ها و رقابت‌های پیش‌بینی شده قادر خواهند بود بر چالش‌ها و پیچیدگی‌های موجود در این زمینه غلبه نمایند و نیز اینکه فناوری‌نانو تحولات بسیار عظیمی را در زمینۀ سرطان ایجاد خواهد کرد که منافع آن برای بیماران سرطانی بی‌شمار خواهد بود.فنانوری نانو یک میدان چند بعدی است که زمینه های وسیع و متنوعی از ابزارها را در حوزه مهندسی، بیولوژی، فیزیک و شیمی پوشش می‌دهد:از حوزه نانو بردارها جهت هدف‌گیری و رساندن هدفمند داروهای ضد سرطان، تا مکانیزم های کنترل کنندة عملیات جراحی و پروسه های ترمیم و بهبودی.این حوزه وسیع در مبارزه علیه سرطان، چالش‌های اساسی را پدید می‌آورد: در مقاله زیر می‌کوشیم تا چهارچوب‌های چالش برانگیز در حوزه درمان سرطان را با معیاربررسی خط مشی NCI ، موسوم به ، Cancer Nanotechnology Plan ،مورد بررسی قرار دهیم.

الف) چند تعریف اساسی:

• نانوتکنولوژی علاقه مند به، مطالعه ابزارهائی است که خودشان یا به کمک مولفه‌های اساسی‌شان در ابعاد یک الی هزار نانومتر، (از چند اتم تا ابعاد چند سلول) در مبارزه علیه سرطان بکار گرفته می‌شود.
• دو زمینه اصلی فناوری نانو در سرطان، عبارتند از نانوبردارها (Nanovector) جهت کمک به بهبود تجویز هدفمند دارو و کمکهای تصویر نگاری، و دیگری الگوهای دقیق رفتاری سطوح تحت درمان.
• نانوبردار: یک کاواک (hollow)یا یک سازه تو خالی است در ابعاد یک الی هزار نانومتر که حامل داروهای ضدسرطان و عوامل کشف کننده، است. نانوبردارها در پزشکی ژنتیک نیز بکار گرفته می‌شوند.
• فتولیتوگرافی: یک روش مشخص کردن تو سط نور می باشد که جهت بررسی الگوهای ساختار سطوح بکار گرفته می‌شود. دقت ابزارهای نانوئی بوسیله ابزارهای فتولیتوگرافی تعیین می‌شود از این رو توسعه این ابزارها در افزایش ظرفیت اطلاعاتی زیست مدارها مؤثر خواهند بود.
قابلیت فناوری نانو در پیشرفت‌هائی نظیر کشف سریع‌تر، تشخیص و پیش‌گوئی وراثتی و انتخاب روش درمان بر اساس قابلیت‌های چندگانه‌ای سنجیده می‌شود که عبارتند از: کشف محدوده وسیعی از سیگنال‌های مولکولی و نشانه‌های زیستی.مثال‌های اصلی از کشف به طریقه multiplex، به کمک فناوری نانو، عبارتند از:آشکارسازهای نوری نانویی، نانومفتول‌ها و نانوتیوب‌ها که در اکتشاف بکارگرفته خواهند شد . چند کارگی یک مزیت پایه در نانوبردارها بویژه در معالجه سرطان و هدایت عوامل کشف است: اهداف اولیه شامل اجتناب ازهدف‌گرفته شدن به کمک زیست نشانه‌گذاران (biomarker) و یا سدهای دفاعی بدن است ونیزاز دیگر مزیتهای بالقوه باید گزارش کردن بازدهی و تأثیر روش معالجه باشد.در حال حاضرهزاران نانوبردار، تحت پژوهش می‌باشند. با ترکیب سازمان یافته آنها درتعامل با روش‌های درمانی برگزیده و مکملهای هدف گیری بیو لوژیک، قادر خواهیم بود تا به سوی دستیابی به عوامل درمانی شخصی ، پیش برویم. روش‌ها و مدل‌های نوین ریاضی ، به منظور رمزگذاری دقیق فناوری نانو در تومورشناسی مورد نیاز است.اهداف عالی پروژه CNPLan: (Cancer Nanotechnology Plan)نمایش سریع‌تر نشانه‌های بیماری که به پزشکان اجازه دهد سرطان را هر چه سریع‌تر کشف ومهار نمایند و گام‌های موثری در معالجه بردارند توسعه سیستم‌هائی که به صورت آنی تشخیص دهند، و بازدهی سیستم معالجه را برای شتاب‌دهی روش کنترل کنند. چند منظوره بودن: ابزارهای هدف یاب ،باید استعداد میان برزدن سدهای دفاعی بیولوژیک جهت به هدف رساندن عوامل درمانی چندگانه با تمرکز بسیار بالارا در سرعت های انتشار بیولوژیکی، ،مستقیماً به سوی سلول‌های سرطانی را داشته باشند.( بافت آنها در ابعاد میکرویی است و نقشی اساسی در رشد و تکثیر سرطان ایفاء می‌کنند( این عوامل، می‌بایستی قادر باشند در هر لحظه موقعیت مولکول‌های اکتشاف کننده را رهگیری نموده و حرکت سلول‌های سرطانی را متوقف سازند. سیستم‌های پایش‌گر،(دگرگونی‌هائی را که ممکن است محرک پروسه‌های سرطان‌زا و جهشهای ژنتیکی مستعدساز سرطان باشند کشف می کنند) ، باید توسعه یابند. روش‌های نوینی جهت مدیریت علائم سرطان که تحت تاثیرشرایط زندگی می باشند، بکار گرفته شود ابزارهای پژوهشی که کاوشگران را قادر سازد سریعاً اهداف جدید را رهگیری کنند،جهت توسعة دانش بالینی و پیش‌بینی مقاومت داروئی، از اولویت برخوردارند. آزمایشگاه شاخص‌گذاری نانوتکنولوژی یا Nanotechnology Characterization Laboratory که به اختصار NCL خوانده می‌شود در راستای این طرح، اهداف عالی زیر را تعیقب می‌کنند: توسعه اطلاعات در زمینه برهم‌کنش ابزارهای نانوئی و سیستم‌های بیولوژیک این پژوهش تلاش دارد، خطوط مبنا و اطلاعات علمی اساسی را در جهت تحقیق و توسعه در حوزه های تشخیص و عوامل اکتشاف‌گرنانویی ، ونیز استراتژی‌های درمان، را وضع نماید.به هر حال این اطلاعات به سمت مراکز فعال سرطان شناسی و برنامه های وابسته به آن از طریق بانک اطلاعات عمومی که تحت پوشش شبکهCancer Biomedical Informatics Grid قرار دارد و به اختصار(CaBIG) خوانده می شود، هدایت خواهند شد.اما به هر حال NCI،نقش سیاستگزار و حامی را تا انتهای این برنامه حفظ خواهد کرد.NCI نیز در 4 محور عمده فعالیت می‌کند (برنامه تا سال 2015 میلادی تنظیم شده است(
• تلاش در جهت مدیریت فعالیت‌های منظم چند بعدی، میان تیم‌های مختلف همکار
• کم کردن شکاف میان کشف و توسعه روش ها و ابزارهای درمان
• تلاش درجهت حل معضل عمده فقدان استانداردهای در دسترس
• تلاش در جهت توسعه زیرساخت های توسعه تکنولوژی پزشکی
-کلیدهای اساسی در برنامه نانوتکنولوژی علیه سرطان تسریع در اکتشافات، و توسعه تلاش‌های که فرصت‌های بزرگتری را برای پیشرفت این حوزه دردرمان سرطان، در بخش خصوصی ایجاد کند.فناوری نانو در زمینه‌های زیر در ارتباط با حل مشکل سرطان، فعالیت خواهد کرد: تصویر برداری مولکولی و کاوشگران سریع‌تر و دقیق‌ترMolecular Imaging and Early Detection
• تصویر برداری داخل بافت زنده In vivo Imaging
• گزارش‌گران بازدهی Reporters of Efficacy
• درمان‌شناسی چند منظوره Multifunctional Therapeutics
• پیشگیری و کنترل Prevention and Control
• پیش رانهای پژوهشی Research Enablers

راهبردهای جدید در مبارزه علیه سرطان (رویکرد سرمایه‌گذاری(

در راستای اهداف CNPLan، سرمایه گذاری در 4 زمینه زیر صورت خواهد گرفت:
1 توسعه 3 تا 5 مرکز، CCNE که بستری مناسب برای مهندسان و فیزیک‌دانان به منظور توسعه دانش کارشناسی بیولوژی سرطان ‌باشد و نیز دسترسی به بیماران سرطانی در مراکز ملی و جامع سرطان را تسهیل کند. ونیز توسعه مراکزی موسوم بهSPORE ، و زیر ساخت‌های عمومی ملی نظیر خانواده سرطان سینه و روده بزرگ در اولویت قرار گیرد. 2. CNPLan بر روی برنامه آموزشی میان رشته‌ای به عنوان ابزاری در راه تسریع خلاقیت تیم‌های چند رشته ای که در راه ادغام بیولوژی سرطان ونانو تکنولوژی فعالیت می‌کنند سرمایه‌گذاری خواهد کرد.
3. CNPLan، برروی مؤسسات توسعه دهنده فناوری نانو که تولید محور باشند و تاکید بر عمومی ساختن دانش فناوری نانو دارند،در سطح تجارتخانه‌های کوچک و پروژهای بخش خصوصی، از طریق سرمایه‌گذاری حمایت خواهد کرد. 4. CNPLan بر روی پروژهایی که در حوزه کاربردی کردن نانوتکنولوژی در بیولوژی سرطان فعالیت می‌کنند، در پروژهای سطح بنیادین و سایر مکانیزم های توسعه، سرمایه‌گذاری خواهد کرد.

اهداف و ماموریت‌های ""CCNEها:

CCNE: Centers of Cancer Nanotechnology Excellence
هدف عالی این مراکز، توسعة نانوتکنولوژی در حوزه پژوهش‌های بنیادین و کاربردی است به گونه‌ای که لازم است سریعاً جهت انتقال دانش کاربردی به سوی پژوهش‌های درمانگاهی ابزار سازی کنند.
نیازمندی‌های بحرانی برای هر CCNE عبارت خواهند بود:
 تعامل با یک مرکز جامع سرطان/ در چهار چوب برنامة SPORE
 وابستگی به دانشگاه ها یا مراکز پژوهشی مهندسی محور و علوم پایه (نظیر ریاضیات، شیمی، فیزیک وعلوم مواد)
 دارا بودن امکانات زیست محاسباتی پیشرفته.
 نیازمندی‌های وجودی غیر انتفاعی در جهت توسعه همکاری‌هایی فناوری در بخش خصوصی.
اهداف مطلوب ، نمایشگر فناوری‌هایی خواهند بودکه توسعه یافته‌اند و به طرز موثری علیه پروسه های سرطان ابزار سازی شده‌اند. یک کمیته مشترک تلاش‌های کلیه CCNEها را هدایت می کندتا داده های ابزاری مطلوب برای انتقال تکنولوژی، از طریق مراکز، برآورده شود.شیوه ارتباطات داخلی مراکز و قدرت پیشرفت هر مرکزنیز بوسیله این سیستم ارزیابی می شود.

آزمایشگاه‌های شاخص گذار نانوتکنولوژی (NCL):

Nanotechnology Characterization Laboratoryذرات نانویی و ابزارهای نانویی، از نظر ابعاد کاملا به مولکول‌های زیستی نزدیکند و به سادگی می‌توانند در اغلب سلول‌ها نفوذ کنند. قابلیت ما در ادغام فیزیک،شیمی و خواص بیولوژیک این ذرات پژوهشگران و مهندسان را قادر خواهد ساخت تا نانو ذرات را در جهت ساخت دارو به کار گیرند، داروهایی که، در حوزهتصویر نگاری تشخیصی و کشف سرطان می‌توانند مفید واقع شوند. NCL تهیه‌کننده زیر ساخت‌های پشتیبانی اساسی در راه توسعه این حوزه است. هدف NCL شتاب بخشی به مرحله انتقال فاز از حوزه بنیادین Nano-biotech به حوزه مهندسی است.

ساخت تیم‌های پژوهشی:

در این حوزه NCI هنوز به دنبال مکانیزم جدیدی برای توسعه تیم‌های چند رشته‌ای است.

سیاست‌های تشویقی:

 جایزه F33 NIH برای پژوهشگران ارشد که از طرف سرویس ملی پژوهش اهدا می شود
 جایزه F32 NIH برای پژوهشگران فوق دکترا که از طرف سرویس ملی پژوهش اهدا می شود
 جایزه K25 و K08 به عنوان مربی توسعه تحقیقات علمی بالینی، که از طرف سرویس ملی پژوهش اهدا می شود
سیاست‌های صنعتی الف) برنامه ‌های ارتقاء پژوهشگاه ها تحت عنوان معاهدات T32: این برنامه پژوهشگاه‌های استاندارد و مجاز را قادر می‌سازد تا فرصت‌های آموزشی و پژوهشی خود را جهت آموزش به دانشجویان فوق دکترا و ماقبل دکترا که در زمینه ترکیب زمینه‌های ویژه بیوپزشکی و تحقیقات طبی فعالیت دارند ،ارتقاء بخشد . ب) برنامه ‌های" آموزش سرطان" در قالب معاهدات R25: این مکانیزم در راه توسعه برنامه‌های آموزشی جهت دهنده به بیولوژیست‌ها، مهندسان ، فیزیک‌دانان و مربیان گام بر می‌دارد. تمرکز بر توسعه فعالیت‌های با برنامه، درCCNE به منظور توسعه برنامه در قالب برنامه‌های آموزشی/ سمینارها و انجمن‌های ملی تمرکز یافته، درچهار چوب موضوع "نانوتکنولوژی علیه سرطان " است.برنامه فعالیت‌های آتی آموزشی و نیازهای توسعه تکنولوژی بر پایه موفقیت‌های اولیه راهبردهای فوق و تشخیص نیازهای برنامه صورت خواهد گرفت ساخت"زمینه ساز"های نانوتکنولوژی سرطان بر بستر هدایت برنامه‌های پژوهشی : با استفاده از آژانس‌های وسیعی اطلاع رسانی(BAA ) یا Broad Agency Announcement NCIسه تا پنج زمینه ساز عمده تکنولوژی برای سرطان، نظیر سیستم‌های نمایشگر نانوفناوری و سیستم‌های کنترل کیفیت درمان و پروسه‌های مفهوم سازی بیولوژی سرطان را به انجمن‌های R&Dخواهد شناساند.این پروژه سرمایه‌گذاری سه سالانه می‌طلبدکه از طریق ملاحظات ویژه در مفاد معاهدات لحاظ شده است. این برنامه‌ها مسبب ساز زمینه‌های تکنولوژی به منظور توسعه پژوهش های کاربردی در سرطان پژوهی خواهند بود.این پژوهش ها نیازمند تیم‌هایی خواهند بود که با مراکز جامع سرطان در قالب برنامه SPORE ودر جهت پخش فناوری فعالیت کنند. پیشگامان پایه و "کاربردی" در حوزه نانوتکنولوژی سرطان : این مراکز متمرکز بر بررسی و بازرسی طرح‌های اولیه، در حوزه مفهوم سازی پروسه‌های بیولوژیکی خاص، فناوری نقص شناسی یا روش‌های توسعه دانش داروشناسی، خواهند بود. در این راستا پروژه‌های پژوهشی که چگونگی شاخص‌گذاری کمی مفاهیم بنیادی در بیولوژی سرطان را تعریف می‌کنند در برنامة CNPLan لحاظ شده است.
مکانیزم‌های سرمایه‌گذاری تحت معاهدة R33 / R21، جهت بنگاه‌های اختراع محور در نظر گرفته شده اند و معاهدات R43 و R41، مکانیزم‌های سرمایه‌گذاری در حوزه صنایع تجاری کوچک را لحاظ کرده اند.اکنون خطوط راهنمای کلی این برنامه‌ها را بررسی می کنیم.در این بخش می‌کوشیم تا با برنامة NCI در قالب 6 اولویت تعریف شده در این پروژه، آشنا شویم.برنامه پی‌گیری در قالب 2 دوره طی خواهد شد.در طی دوره 1 تا 3 ساله، CNPLan، به توسعه برنامه‌هائی که، توسعه تولیداتی را در دستور کار دارند که به زودی در سطح کاربردی مورد استفاده قرار خواهند گرفت، اهتمام خواهد داشت.در طی دوره دوم که 3تا 5 سال به طول خواهد انجامید توسعه برنامه‌هایی در دستور کار است که فناوریهای مشکل‌تری را می‌طلبد و مسایل بیولوژیکی تازه‌ای را به چالش می کشد و یا نیازمند به توسعه چندین مولفه پیش نیاز تکنولوژیک هستند ولی دارای یک نقطه عطف و انقلابی در پروسه کشف و مدلسازی رفتار یاخته‌ها و پیش‌گیری از سرطان خواهند بود.شاخص‌های کمی در طی این برنامه‌ها سمت و سوی رشد و هدایت سرمایه‌گذاری‌ها را تعیین خواهند کرد. این شاخص‌های کمی معیار ارزیابی و کنترل پروژه‌ها خواهند بود.در پایان این دوره 5 ساله حداقل انتظار این است که تولیداتی در عرصه بیمارستانی و یاحداقل در عرصه پژوهشگاهی تولید شود. CNPLan همچنین یک برنامه جزبه جز جهت مشارکت صنایع تجاری در 5 سال آینده طراحی کرده است که آن را در فرصتی دیگر بررسی خواهیم کرد.در زیر به بررسی دوره های برنامة CNPLan می‌پردازیم : اولویت یکم: نمایشگرهای مولکولی و کاوش‌گران سریع‌تر: در دوره 1-3 ساله:شروع آزمایشات بالینی که تسهیل کننده سنجش سریع و کاشف سلول‌های غیرطبیعی در حوزه نانوتکنولوژی باشند. بهبود واصلاح سیستم‌های نانو تکنولوژی زیستی (ابزارهای پایه، مفتول‌های نانویی و نانوکانال‌ها) برای آنالیز سریع و حساس کنترل شونده ها. چنین سیستم‌هایی باید قادر باشند کمترین تغییرات در سلول‌هارا کنترل کنند . بازه زمانی 3- 5 ساله : گسترش ابزارهای نانویی برای سنجش متداول اعتبار نشانه‌گرهای سرطان. توسعه سیستم چند فاکتوری پروتئینی و ژنومیک تشخیصی برای شناسایی تومورها و تعیین مرحله رشد سرطان. شروع آزمایشات بالینی در بستر چند مولفه‌ای فناوری نانو وتشخیص زود هنگام و تحت نظر گیری درمانی . اولویت دوم:نمایشگرهای درون یاخته زنده: در دوره1-3 ساله : ارزیابی داروهای جدید در قالب برنامة IND به منظور شروع آزمایشات پژوهشی در سطح درمانگاهی جهت MRI نانویی، با قابلیت شناسایی حداقل100000 سلول سرطانی فعال و مهاجم هدایت آزمایشات پزشکی در سطوح مختلف درمانی با حداقل 3 نوع کاوشگر تصویری با استفاده از ابزارهای کاوشگر متنوع نظیر MRI ، مافوق صوت و نمایشگران اپتیکی مادون قرمز.

بازه زمانی 3-5 ساله:

کامل کردن آزمایشات بالینی و ثبت و ذخیره سازی استفاده های دارویی(NDA) برای اولین عامل تصویر نگاری نانویی که قابلیت شناسایی کردن فعالیت زیر 100000سلول سرطانی مهاجم را داشته باشدشروع آزمایشات بالینی با عوامل متعدد تصویر نگاری نانویی توسعه قابلیت‌هایی برای پایش پروسه های سلولی فعال همانطور که در طی زمان تغییر می کنند.
اولویت سوم: گزارش بازدهی روش درمان Reporters of Efficacy

در دوره 1-3 ساله:

 شروع آزمایشات بالینی با ابزارهای نانویی (بر پایه ابزارهای نمایشگر درون یاخته) با هدف ارزیابی آزمایشات بالینی و موثر بودن ابزارها.
 ایجاد قابلیتهایی برای پایش انهدام شبکه رگهای مربوط به تومورهای اولیه توپر و ضایعات متاستاتیک(در سراسر بدن تکثیر می شوند).
 ایجاد ابزارهای نانویی به منظور شناسایی و ارزیابی کمی تغییرات شیمیایی و بیولوژیک ، ناشی شده از روش درمان . نشان دادن صحت موضوع برای ابزارهای نانویی ، که، بر اساس تصویر نگاری درون یاخته یا بیرون از موجود زنده استوارند و می توانند با عوامل درمانی مختلفی برای نشان دادن توزیع زیستی درون یاخته ای استفاده شوند.
 شروع آزمایشات بالینی با یک ابزار تصویرنگاراپتیکی که قابلیت نشان دادن مرزهای جراحی با استفاده از عوامل نانویی باشند.

در دوره 3 تا5 ساله:

 نشان دادن سیستمهای چند کاره (نمایشگر های داخل یاخته و نمایشگرهای محیط پیرامون یاخته) که قادر باشند سریعاً بازدهی روش درمان را بر اساس خودکشی سلولی(Apoptosis)، رگزایی،پسروی و دیگر نشانگرها، تعیین کنند.
 نشان دادن سیستم‌های چند کاره برای پایش آنی توزیع داروها
 ترغیب استفاده‌ متداول از گزارشات اثر بخشی در مقیاس نانوبه منظور جانشینی سنجشهای نانویی در آزمایشات بالینی.

اولویت چهارم: روش‌های درمانی چند منظوره در دوره 1-3 ساله:

 فایل کردن کاربرد داروهای جدید جهت شروع آزمایشات بالینی به کمک یک سنسور هدف‌گیر(تشعشعی، مغناطیسی)
 ثبت و ذخیره سازی کاربرد داروهای جدید جهت شروع یک عملیات درمانی چند منظوره کامل به همراهی ابزارهای ارزیاب روش درمان.
 توسعه ابزارهای نانویی با قابلیت هدف‌گیری‌های چند منظوره و متنوع
 ثبت و ذخیره سازی کاربرد داروهای جدید نانویی برای شروع تمرینات بالینی به منظورارایه یک روش درمانی مبتنی بر ابزارهای نانویی و سیستم‌های هدف‌گیر شبکه‌ای.

دردوره 3-5 ساله:

 هدایت چندبعدی عملیات بالینی با هدف گیرهای حساس(تشعشعی،میدان مغناطیسی)
 ثبت و ذخیره سازی کابردهای داروهای نانویی جدید به منظور پوشش عملیات بالینی یک روش درمانی مبتنی بر هدفگیری چند فاکتوری ،با استفاده از داروهای نانویی.
 نشان دادن با ترکیب مجدد5 داروی رد شده در ابزارهای نانویی هوشمند و هدف دار برای آزمایش مجدد در نسل جدیدی از مدلهای پیش بالینی
اولویت پنجم: پیشگیری و کنترل دردوره 1-3ساله : نشان دادن صحت موضوع برای ابزارهای نانویی دارای توانایی نشان دادن تغییرات ژنتیکی (که مربوط به تشخیص فرایندهای پیش قراولان سرطان وhyperplasia است)، با هدف پیشگیری از ایجاد سرطان متعاقب آن . در دوره 3-5 ساله:
 ثبت و ذخیره سازی داروهای جدید نانویی به منظور شروع آزمایش‌های بالینی یک ابزار نانویی که قابلیت شناسایی زودرس پروسه های سرطان را دارد.
 نشان دادن صحت موضوع ، برای ابزارهای نانویی توانمند در کشف متاستازها(در سراسر بدن پخش می شوند)

اولویت ششم:" امکان بخش" های پژوهش در دوره 1-3 ساله:

 ایجاد ابزارهای نانویی نتیجه گیری، برای آنالیز پروتئین‌ها و شناسایی زیست نشانگر.
 ساخت نمونه اولیه برای کاربرد در شرایط آنی و درهمان محل به منظور معین کردن توالی ژنها در سلولهای بد خیم و سلولهایی که در مراحل قبل از بد خیم شدن می باشند.
 توسعه تحقیقات بیو لوژی بر اساس سامانه های ابزاری همراه با کشت آزمایشگاهی
 بهبود و تصحیح روشهای نشانه گذاری سلول و اجزاءآن با ذرات نانویی مانند نقاط کوانتومی برای مطالعه روندها و فرایندهای سرطان
 توسعه بانک های اطلاعاتی سم شناسی برای ابزارهای نانویی و نانوذرات
 ساخت یک چهارچوب علمی، برای قواعد داوری"تشخیص نانو ابزاری"، " داروها" و مواد پیشگیری کننده

در دوره 3-5 ساله:

 ایجاد ابزارهای تحلیلی نانویی به منظور مطالعه متیلاسیون DNA و فسفریزاسیون پروتئین
 ترغیب استفاده روزمره از فناوری مقیاس نانو جهت توصیف تنوع تومورها.
 نشان دادن فناوری در مقیاس نانو برای کشف جهش های متعدد در موجود زنده
 ترغیب استفاده روزمره از ابزارهای تحلیلی نانویی برای مطالعه مسیرهای پیام دهی سلولی

گلوله سحرآمیز؛ از تحقیق تا کاربرد

روش‌های معمول برای تشخیص و درمان سرطان شامل جراحی، بافت برداری، شیمی درمانی و پرتودرمانی می‌شود. جدیدترین داروهای ضدسرطان بر سلول‌های سالم و سلول‌های سرطانی تأثیرات تقریباً مشابهی دارند. این امر منجر به بروز آثار مضر و مسمومیت در تمام بدن می‌شود. در نتیجه، استفاده از این داروها اغلب باعث به وجود آمدن عوارض جانبی شدید در سایر بافت‌های بدن (مانند فروداشت مغز استخوان1، بیماری‌های عضلات قلب2 و مسمومیت‌های عصبی) می‌شود، به طوری که حداکثر میزان داروی قابل مصرف را شدیداً کاهش می‌دهد.
به علاوه به دلیل توزیع گسترده دارو در سراسر بدن و حذف سریع آن از گردش خون، استفاده از مقادیر زیاد دارو اجتناب ناپذیر بوده، نتیجتاً غیراقتصادی و اغلب باعث پیچیده شدن درمان می‌شود. دارورسانی هدفدار موضوع جدیدی نیست و به اوایل قرن بیستم، همزمان با طرح گلوله سحرآمیز از سوی‌ ارلیخ بر می‌گردد، قدمت این موضوع گواه محکمی بر جذابیت آن است، اما هنوز تهیه و به کارگیری آن برای آزمایش‌های بالینی یک چالش بزرگ است. این چالش شامل پیدا کردن هدف مناسب برای یک بیماری خاص؛ یافتن دارویی مناسب برای درمان بیماری مورد نظر؛ و پیدا کردن حاملی مناسب برای رسانش دارو به صورت فعال به آن می‌باشد، به شکلی که این حامل از سیستم ایمنی بدن -که مواد خارجی را به سرعت از گردش خون حذف می‌کند- در امان باشد. نانوذرات با پوشش محافظ برای دوری از سیستم ایمنی بدن و لیگاندها برای هدف قرار دادن سلول یا بافت خاص، بسیاری از ویژگی‌های لازم یک گلوله سحرآمیز را برآورده می‌سازند نانوذرات شامل انواع مختلفی از سامانه‌های کلوئیدی با مقیاس زیرمیکرون ( کوچکتر از 1 میکرومتر) هستند، و ممکن است غیرآلی، لیپوزومی یا پلیمری باشند. چندین دهه از اولین مطالعات روی سامانه‌های دارورسانی نانوذره‌ای می‌گذرد، و بسیاری از ویژگی‌های آنها به عنوان حامل‌های دارویی مناسب به خوبی شناخته شده است. یکی از مزیت‌های اصلی نانوذرات، کوچکی اندازه آنها می‌باشد، به طوری که آنها را قادر به عبور از موانع زیستی خاص می‌کند. برتری دیگر چگالی بالای عامل دارویی در آنها است، که می‌توان از آن برای رسیدن به خصوصیات رهایش دارویی متفاوت استفاده نمود. به دلیل وجود انواع مختلف روش‌های تولید نانوذرات، خصوصیات سطحی متفاوتی می‌توان برای نانوذرات ایجاد کرد.
از این طریق ویژگی‌های دیگری نیز مثل اتصال لیگاندهای محافظ برای افزایش مقاومت نانوذرات در برابر سیستم ایمنی بدن و نتیجتاً افزایش حضور آنها در گردش خون، و یا اتصال لیگاندهایی برای متصل شدن نانوذرات به سلول یا بافت هدف، به نانوذرات اضافه می‌شود تومورهای سرطانی مجموعه ای از سلولهای غیرطبیعی‌اند که به سرعت در حال رشد و تکثیر می‌باشند؛ به این دلیل آنها نسبت به سلولهای سالم نیاز بیشتری به مواد غذایی دارند. به عبارت دیگر تبادل مواد در عروق تومورهای سرطانی بیشتر و شدیدتر از عروق بافت‌های سالم است، و این مسئله باعث می‌شود تا در عروق این بافت‌های سرطانی، فواصل بین سلولی بزرگ‌تری به وجود آید، به طوری که حتی نانوذرات هم قادر به عبور از این عروق می‌شوند. همین امر، یعنی عبور نانوذرات از عروق سرطانی و عبور نکردن از عروق سالم، باعث تجمع بیشتر نانوذرات در بافتهای سرطانی می‌شود. برای به حداکثر رساندن تجمع نانوذرات در بافت‌های سرطانی باید آنها را از سیستم ایمنی بدن دور نگه داشت تا توسط آن به سرعت از بدن دفع نشوند، و همچنین اندازه این ناذرات بایستی در حدود 100 نانو متر باشد تا به طور خاص قادر به نفوذ در عروق تومور باشند، ضمن اینکه امکان نفوذ آنها در عروق سالم وجود نداشته باشد. در هشتم فوریه سال 2005، اولین محصول دارورسانی نانوذره‌ای به نام آبراکسان3 -که برپایه نانوذرات آلبومینی و حاوی داروی پاکلیتاکسل4 می‌باشد- را شرکت آبراکسیس اونکولوژی5، که زیرمجموعه شرکای داروساز آمریکا6 می‌باشد، برای درمان سرطان سینه به بازار عرضه کرد. در اواخر سال 2004 خبر احتمال ورود این دارو به بازار، قیمت سهام این شرکت را50 درصد افزایش داد و به شکلی اداره دولتی دارو و غذای آمریکا (FDA)را ناگزیر کرد که سرفصل جدیدی از داروهای درمانی را به وجود آورد. ورود آبراکسان نشان دهنده این امر است که ایده گلوله سحرآمیز در حال تبدیل شدن به واقعیت می‌باشد از سال 1382، بعد از شروع مطالعه و تحقیق در زمینه نانوذرات زیستی در گروه بیوتکنولوژی دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه تربیت مدرس و تولید موفقیت آمیز نانوذرات پروتئینی ، طرح‌هایی برای رسیدن به یک سامانه دارورسانی در درمان سرطان برپایه نانوذرات پروتئینی طراحی شده، با کمک استادان و دانشجویان کارشناسی ارشد و دکتری گروه در حال انجام می‌باشد

منابع :

http://www.nano.ir
www.maghaleh.net
nano.irannano.org