از نانو فناوری تا مدال یونسکو

امسال این جایزه در مراسم رسمی که اواخر فروردین در مقر یونسکو در شهر پاریس برگزار شد به دکتر سودابه داوران، محقق ایرانی برجسته و منتخب در حوزه علوم و فناوری نانو اعطا شد. دکتر داوران از استادان گروه شیمی دارویی دانشکده داروسازی دانشگاه علوم پزشکی تبریز است که به پاس دستاوردهای ارزشمند علمی در زمینه نانوفناوری پزشکی از سوی یونسکو به عنوان یکی از برندگان این مدال انتخاب شد.

وی در گفت‌وگو با جام‌جم می‌گوید از وجود چنین جایزه‌ای خبر نداشته و پیش از اعلام یونسکو مبنی بر انتخاب ایشان به عنوان یکی از برندگان این مدال، هیچ اقدامی برای حضور در این رقابت علمی انجام نداده بود. این جایزه از سال 2010 بنیان نهاده شده است و به محققانی تعلق می‌گیرد که در ترویج علوم و فناوری نانو بیشترین و در حقیقت اثرگذارترین خدمات را به بشر ارائه کرده باشند.

بر این اساس تحقیقات و مطالعاتی که در زمینه بهداشت و درمان، ارتقای سطح زندگی مردم و افزایش طول عمر بیشترین اثرگذاری را داشته است به عنوان یکی از اولویت‌های اصلی از سوی کمیته داوران مورد توجه قرار می‌گیرد. به این ترتیب می‌توان گفت کاربرد نانوفناوری در علوم زیستی از مهم‌ترین اولویت‌ها برای انتخاب برگزیدگان این رقابت علمی است. امسال محققانی از کشورهای ایران، آمریکا، روسیه و کنیا به عنوان برگزیدگان این رقابت انتخاب شدند.

موضوع اصلی تحقیقات شما که در نهایت به دریافت این مدال از سوی یونسکو منجر شد، چه بوده است؟

اساسا تحقیقات ما بر توسعه سیستم‌های دارورسانی ترکیبات ضدسرطان و توسعه سیستم‌های دارورسانی خوراکی انسولین مبتنی است که از اصلی‌ترین موضوعات مطرح برای تحقیق در مرکز تحقیقات نانوفناوری دارویی است. اخیرا روی تهیه نانوساختارهایی که در مهندسی بافت و پزشکی ترمیمی مورد استفاده قرار می‌گیرد کار می‌کنیم که محور اصلی داوری سازمان یونسکو در اعطای این مدال نیز نتایج این تحقیقات بوده است. نتایج تحقیقات انجام شده در زمینه تهیه نانوساختارهایی با هدف کاربرد در مهندسی بافت و پزشکی ترمیمی در مجلات معتبر علمی در سطح دنیا به چاپ رسیده است.

به عنوان محققی که درحوزه نانوفناوری و بهره‌گیری از آن در زمینه ارائه خدمات درمان و تشخیصی تحقیقات گسترده‌ای انجام داده‌اید، دیدگاه شما درباره کاربرد فناوری نانو در حوزه پزشکی چیست و آینده نانوفناوری پزشکی را چگونه می‌بینید؟

نانوفناوری یکی از مهم‌ترین فناوری‌هایی است که در سطح دنیا مورد توجه قرار گرفته است. در حقیقت می‌توان گفت نانوفناوری به نوعی توانمندسازی فناوری‌های مختلف است که از مهم‌ترین کاربردهای آن می‌توان به کاربرد نانوفناوری در حوزه علوم زیستی یا پزشکی اشاره کرد که شاخه بسیار مهمی است. زیرا کاربرد نانوفناوری در حوزه علوم زیستی به طور مستقیم با سلامت، درمان و افزایش طول عمر بشر سر و کار دارد. در مجموع این فناوری جوان بوده و حدود20 سال است به طور علمی و شناخته شده در همه علوم رسوخ کرده و این علوم را تحت تاثیر قرار داده است. نانو فناوری نه‌تنها علوم زیستی بلکه علوم مهندسی، محیط زیست، هوافضا، رایانه و در حقیقت همه علوم را تحت تاثیر خود قرار داده است. اما در حوزه علوم زیستی ورود نانوفناوری با تحولات بزرگی در زمینه تشخیص، درمان، تصویربرداری و دارورسانی همراه بوده است و به نظر می‌رسد بسیاری از بیماری‌های صعب‌العلاج مانند سرطان، ایدز، هپاتیت و بیماری‌هایی که درمان آنها مشکل است در آینده‌ای نزدیک با استفاده از علوم و فناوری نانو به طور موثر درمان خواهد شد.

عمده فعالیت‌های مرکز تحقیقات نانوفناوری دارویی دانشگاه علوم پزشکی تبریز چیست و اساسا این مرکز با چه هدفی راه اندازی شده است؟

این مرکز تقریبا از 10 سال پیش در دانشگاه علوم پزشکی تبریز راه‌اندازی شده است. همکاران ما از دانشکده داروسازی، دانشکده علوم نوین و دانشکده دندانپزشکی در راه‌اندازی این مرکز همکاری داشته‌اند و اکنون دکتر امیدی ریاست این مرکز را به عهده دارد. در این مرکز بیشتر موضوعات مطرح در حوزه نانوبیوتکنولوژی و کاربرد نانوفناوری در حوزه پزشکی یا نانوداروها مورد توجه است.

یکی از موضوعات مطرح در این حوزه سیستم‌های دارورسانی است. اساس عملکرد و ویژگی منحصر به فرد این سیستم‌ها چیست؟

برای این که بتوانیم خصوصیات داروهای موجود را اصلاح کنیم بهترین روش تغییر فرمولاسیون یا حامل‌های این داروهاست. طبق بررسی‌های آماری، برای کشف یک داروی جدید و عرضه آن به بازار مصرف از 500 میلیون تا 5 میلیارد دلار هزینه صرف می‌شود. این هزینه تمام مراحل فرآیند تولید دارو از سنتز تا ثابت شدن اثرات دارو و عبور از مراحل مختلف بالینی و در نهایت عرضه این دارو را شامل می‌شود. عرضه یک داروی جدید به بازار مصرف مستلزم عبور از مراحل متعدد است. یکی از بهترین راه‌ها برای اصلاح خواص دارو و بهبود اثرات فارموکولوژیک داروها این است که حامل دارویی برای آن دارو انتخاب شود یا این که فرمولاسیون آن دارو تغییر پیدا کند. منظور از سیستم‌های دارورسانی مجموعه‌ای از ترکیبات شیمیایی، حامل‌هایی مانند پلیمرها، پرکننده‌ها و دیگر موادی است که می‌تواند به روش خاصی دارو را در خود نگه دارد. در داروسازی به این مجموعه به‌اصطلاح سیستم دارورسانی گفته می‌شود. در این سیستم دارورسانی، حامل دارو مانند کالسکه‌ای عمل می‌کند که دارو را حمل کرده و به محل مورد نظر رسانده و در نهایت آن را تحویل می‌دهد. این سیستم‌ها امروزه از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و صنعت داروسازی در این زمینه کارها و تحقیقات گسترده‌ای انجام می‌دهد. این سیستم‌های دارورسانی معمولا طوری طراحی می‌شود که بتواند مقادیر قابل قبولی از دارو را د رخود نگه داشته و حمل کند. این سیستم باید بتواند از دارو محافظت کند تا مورد حمله آنزیم‌ها و مواد شیمیایی موجود در بدن قرار نگیرد. علاوه بر این سیستم، دارورسان باید بتواند به طور هدفمند دارو را به ارگان، بافت یا سلول مورد نظر برساند که به این روش هدف‌درمانی یا Target therapy گفته می‌شود. این سیستم باید بتواند به طور کنترل شده مقدار مشخصی از دارو را در یک محدوده زمانی مشخص به یک مکان مشخص برساند. در اصل سیستم دارورسانی باید مجموع این ویژگی‌ها را در خود داشته باشد.

فناوری نانو با چه هدفی در سیستم‌های دارورسانی مورد توجه قرار گرفته و از چه ویژگی‌های شاخصی در سیستم‌های نوین دارورسانی برخوردار است؟

سیستم‌های دارورسانی انواع مختلفی دارد؛ یکی از جدیدترین و پیشرفته ترین انواع سیستم‌های دارورسانی، سیستم‌هایی است که در طراحی آنها از حامل‌های نانوساختار استفاده شده است. ابعاد حامل‌های نانوساختار بین یک تا 100 نانومتر است. این حامل‌های نانوساختار می‌تواند شامل نانوذرات و دیگر ساختارهایی باشد که ابعاد آنها یک تا 100 نانومتر است. این نانوذرات دارو را در داخل خود محبوس می‌کند و از آنجا که حجم کوچک و سطح تماس بالایی دارد و اندازه و ابعاد آنها کوچک است، قابلیت عبور از غشای سلولی و سدهای بیولوژیکی را دارد. به این ترتیب این دارو می‌تواند از مناطقی عبور کند که بدون برخورداری از چنین ویژگی‌هایی، این امکان را نداشته است. برای مثال، دارورسانی به مغز با محدودیت‌های بسیاری همراه است. در مغز سدهای خونی ـ مغزی وجود دارد که عبور دارو را مشکل می‌کند. از آنجا که در این داروها امکان کنترل ابعاد و اندازه و ماهیت شیمیایی ذرات وجود دارد این داروها می‌تواند بدون برخورد با هرگونه مشکلی براحتی از این سدها عبور کند. داروهای بزرگ مانند پروتئین‌ها و پپتیدها معمولا به شکل خوراکی تهیه نمی‌شود و بیشتر این داروها تزریقی است که البته تهیه آنها به شکل تزریقی دلایل مختلفی دارد. یکی از این دلایل این است که ممکن است این داروها تحت تاثیر دستگاه گوارش بدن تجزیه شده و از بین برود. این داروها که ذرات بزرگی دارد، نمی‌تواند از سلول‌های دستگاه گوارش عبور کرده و به خون برسد. اگر این داروها را داخل نانوذره خاصی که در سطح آن ویژگی‌های مشخصی ایجاد شده است، قرار دهیم می‌توان آن را به شکل یک داروی خوراکی استفاده کرد. در حقیقت با این تغییرات، داروی مورد نظر می‌تواند از سدهایی مانند سدهای گوارش عبور کرده و وارد خون شود. بنابراین حامل‌های نانو نقش بسیار مهمی دارد. نانوذرات دارو را در داخل خود محافظت می‌کند و به این ترتیب سیستم ایمنی بدن این ذرات را به عنوان بیگانه شناسایی نمی‌کند و این ذرات می‌تواند مدت زمان طولانی در خون گردش کند. این نانو ذرات می‌تواند در دستگاه گوارش بدن از دارو محافظت کند تا از سوی آنزیم‌ها و دیگر مواد شیمیایی مورد حمله قرار نگیرد. در فرصت مناسب وقتی این ذرات به هدف یا محل مورد نظر رسید دارو آزاد می‌شود. این فرآیند دارورسانی مزیت‌های زیادی را برای بیمار به همراه دارد. میزان محلول‌بودن بعضی از داروها در آب بسیار کم است. اگر بخواهیم در بدن از سیستم تزریقی برای داروها استفاده کنیم باید این داروها را بتوان در آب حل کرد. با استفاده از حامل‌های نانو می‌توان میزان محلول بودن داروهای نامحلول در آب را افزایش داد. مجموع فرمولاسیون‌های دارویی و روش‌های تجویز دارو از قبیل تزریقی، خوراکی، استنشاقی و دیگر روش‌ها از طریق سیستم‌های دارورسانی مبتنی بر نانو حامل‌ها قابل اصلاح شدن است که این به منزله ایجاد تحول بزرگی در دنیای پزشکی است.

حامل‌های نانوساختار در سیستم‌های جدید دارورسانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که می‌توان در تشخیص، تصویربرداری و درمان بیماری‌های سرطانی از آنها بهره گرفت. ما در طراحی این سیستم‌های دارورسانی از پلیمرهای هوشمند استفاده کرده‌ایم. بر این اساس دارو در محل تجمع سلول‌های سرطانی آزاد می‌شود و کمتر به سلول‌های سالم آسیب می‌رساند.

آیا در نتیجه این تحقیقات، دارویی با چنین ویژگی‌هایی ساخته شده است؟

در حقیقت جایزه یونسکو به دلیل موفقیت در ساخت دارویی با این ویژگی‌ها به من اعطا شد. در این مرکز تحقیقاتی با استفاده از پلیمرهایی که در ابعاد نانو تهیه شده بود داروهای ضدسرطانی تولید و آنها را روی سلول‌های سرطانی مختلف مانند سلول‌های ریه، تخمدان، رحم و مغز بررسی کرده‌ایم. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد مصرف این داروها می‌تواند در کاهش رشد سلول‌های سرطانی تاثیرگذار باشد و به عنوان یک داروی ضدسرطان عمل کند. در حقیقت اثرات ضدسرطانی این داروها در مقایسه با دیگر روش‌های متداول شیمی درمانی به مراتب بیشتر است.

اکنون این طرح در چه مرحله‌ای است و تا تجاری سازی چقدر فاصله دارد؟

اکنون در حال مذاکرات لازم برای رسیدن به مرحله تجاری سازی این دارو هستیم تا مجوزهای لازم برای ورود این دارو به بازار مصرف دریافت شود. بعضی از انواع این داروهای ضدسرطان مراحل آزمایشی طولانی را پشت سر گذاشته است. بخصوص سیستم‌های دارورسانی که بر مبنای ترکیبات گیاهی تهیه شده است. ما در این طرح روی مجموعه‌ای از داروهای ضدسرطان کار کرده‌ایم. علاوه بر این در زمینه تولید انسولین خوراکی نیز تحقیقات و مطالعاتی انجام داده‌ایم. در این مرکز تحقیقاتی روی سیستم‌های دارورسانی ترک اعتیاد نیز تحقیقات جامعی صورت گرفته است. علاوه بر این در این مرکز درباره پلیمرهایی که می‌تواند در مهندسی بافت و پزشکی ترمیمی کاربرد داشته باشد، تحقیقاتی انجام داده‌ایم که امیدواریم نتایج این تحقیقات بتواند در توسعه روش‌های نوین درمانی نقش تاثیرگذاری داشته باشد و آغازگر تحولات بزرگی در حوزه تشخیص و درمان بیماری‌های مختلف باشد.

یکی از دیگر حوزه‌های تحقیقاتی مطرح در مرکز تحقیقات نانوفناوری دارویی ساخت حسگرهای زیستی است. بهره‌گیری از نانوفناوری در طراحی و ساخت حسگرهای زیستی چه مزیت‌هایی را در عملکرد این حسگرها دارد؟

در حقیقت یکی از دیگر زمینه‌های تحقیقاتی مطرح در مرکز تحقیقات نانوفناوری دارویی که به عنوان یکی از اولویت‌های اصلی مورد توجه دانشگاه علوم پزشکی تبریز قرار گرفته، استفاده از بیوسنسورها یا حسگرهای زیستی است. نانوبیوسنسورها از شاخه‌های اختصاصی‌تر حسگرهای زیستی است. اساسا حسگرها ابزارهای آنالیتیک یا اندازه‌گیری است که می‌تواند بعضی از مولکول‌ها را در داخل بدن در غلظت‌های پایین به صورت حساس تشخیص دهد. به اصطلاح به این حسگرها Biomarker یا نشانگر زیستی گفته می‌شود. تشخیص زودهنگام این مولکول‌ها در بدن موجب می‌شود شرایطی را که ممکن است در بدن به بیماری منجر شود سریع تشخیص دهیم. برای مثال می‌توان از این حسگرها برای تشخیص زودهنگام بیماری‌های سرطانی در بدن استفاده کرد. بیماری‌های سرطانی تابع ساز و کار خاصی است و در سطح برخی سلول‌ها میزان بعضی از پروتئین‌ها افزایش پیدا می‌کند که اگر بتوان به روشی این نشانه‌ها را بسرعت تشخیص داد و شناسایی کرد این یافته‌ها می‌تواند در تشخیص زودهنگام ابتلا به بیماری‌های سرطانی تاثیرگذار باشد. در ساختن ابزار اندازه‌گیری نانوحسگرهای زیستی از سیستم‌های نانو مانند نانوذرات طلا یا نانو لوله‌های کربنی استفاده می‌شود که در سطح آنها مولکول‌های خاصی تعبیه می‌شود. این مولکول‌ها نقش شناساگر را دارد و زمانی که شناساگرها در داخل مایعات بیولوژیک قرار می‌گیرد نسبت به مولکول‌های خاصی از خود حساسیت نشان می‌دهد. برای مثال یک آنتی‌بادی می‌تواند آنتی‌ژن مربوط به خود را شناسایی کند. به این ترتیب مولکولی در سطح این حسگر قرار می‌گیرد که می‌تواند مولکول مکمل را تشخیص دهد. اگر این حسگر مولکول مکمل خود را در بدن تشخیص دهد، می‌توان گفت این شرایط می‌تواند در آینده به بیماری منجر شود یا این که هیچ پیامدی را برای بدن همراه نخواهد داشت. این اطلاعات در تشخیص بیماری‌ها از ارزش و اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. در حقیقت حسگرهای زیستی شبیه بازرسان زیستی عمل می‌کند و با تشخیص بعضی مولکول‌های خاص در غلظت‌های بسیار پایین در بدن انسان پیش از موعد احتمال سرطانی شدن سلول‌ها را تشخیص می‌دهد. اگرچه اکنون نمی‌توان با قطعیت درباره امکان درمان بیماری‌های سرطانی به کمک نانوفناوری سخن گفت اما بی شک استفاده از حسگرهای زیستی به کنترل بیماری‌های سرطانی منجر خواهد شد. در حقیقت تشخیص بیماری در مراحل اولیه کنترل بیماری را امکان‌پذیر می‌سازد.

زندگی خانوادگی بانوی محقق

وقتی یک خانم به عنوان یک محقق برتر در سطح دنیا معرفی می‌شود به نظر می‌رسد این فرد همه زندگی خودش را وقف مطالعات و تحقیقات کرده و کمتر به زندگی شخصی‌اش بها داده است. آیا واقعا این طور است؟

خیر، این طور نیست. همسرم پزشک است و پسرم هم دانشجوی سال سوم رشته پزشکی است. با توجه به حجم کاری زیادی که دارم ناچارم بیشتر کار کنم و برنامه‌ریزی بهتری برای انجام کارهای مختلف داشته باشم تا بتوانم از عهده انجام همه کارها و مسئولیت‌هایی که دارم، برآیم. به طور کلی در همه این سال‌ها در زندگی شخصی و کاری سعی کرده‌ام سه وظیفه اصلی یک خانم را که همسرداری، فرزندداری و خانه‌داری است در اولویت‌ قرار دهم.

با توجه به این که این وظایف به عنوان اولویت کاری برای من مطرح است به سراغ فعالیت‌های اجتماعی و علمی رفته‌ام. بی‌شک چنین دیدگاهی مستلزم کار بیشتر و اختصاص زمان بیشتر برای انجام کارهای مختلف است. در این شرایط باید از همه فرصت‌ها استفاده کرد و توان بیشتری به کار گرفت. من همیشه سعی می‌کنم از ساعت 6 بعدازظهر به بعد بیشتر در اختیار خانواده باشم و زمان بیشتری را کنار فرزندم سپری کنم و تا حد امکان کارها و فعالیت‌های مربوط به محل کارم را به خانه منتقل نکنم. خانواده به آرامش و حضور من در خانه نیاز دارد، اما بی‌شک رسیدن به این هدف به آسانی امکان‌پذیر نیست. همه خانم‌هایی که شاغل هستند و بخصوص شغل‌های حساس و پرمشغله‌ای دارند، می‌دانند باید نهایت تلاش خود را به کار بندند که در توازن بین محیط کار و خانه اختلالی ایجاد نشود. باید این نکات را رعایت کرد. خانم‌ها باید به اندازه‌ای در خارج از محیط خانه فعالیت داشته باشند که در آرامش روحی و جسمی آنها اختلالی ایجاد نشود. اساسا کانون خانواده مقدس است و نخستین وظیفه همه خانم‌ها حفظ کانون خانواده است. فرسایش جسمی و روحی خانم‌ها مشکلاتی در زندگی خانوادگی ایجادمی‌کند که با پیامدهایی در تربیت فرزندان و در نهایت انتقال آن به جامعه همراه است. اما اینها به این معنی نیست که خانم‌ها نمی‌توانند در بیرون از خانه فعالیت داشته باشند. این هدف در شرایطی دست یافتنی است که خانم‌ها از همه توان خود در انجام وظایفی که برعهده دارند بهره گیرند.

به نظر می‌رسد شما در ایجاد تعادل و توازن بین خانه و محل کارتان موفق بوده‌اید که فرزندتان رشته پزشکی را برای ادامه تحصیل انتخاب کرده است؟

خوشبختانه فرزندم به رشته پزشکی علاقه‌مند شده که در حقیقت همان رشته تحصیلی پدرش است. از سوی دیگر به داروسازی و تحقیق در این حوزه نیز علاقه دارد و این نشان می‌دهد فرزندم از شرایطی که در خانه وجود داشته، دلسرد و ناامید نشده است که علاقه‌مندی‌هایی شبیه پدر و مادرش دارد. به نظر من ایجاد تعادل بین محیط خانه و محیط کار مهم‌ترین نقش را در موفقیت فرزندان دارد.

دکتر سودابه داوران را بیشتر بشناسید

دکتر سودابه داوران که تحصیلات کارشناسی ارشد و دکتری خود را به ترتیب در رشته‌های شیمی آلی و پلیمر در دانشگاه علوم پزشکی تبریز گذرانده است، اکنون مدیر گروه نانوفناوری پزشکی دانشکده داروسازی دانشگاه علوم پزشکی تبریز و استاد بیومواد دارویی و نانوتکنولوژی دارویی این دانشگاه است. این محقق 49 ساله‌، پس از کسب موفقیت‌های گوناگون علمی و از جمله کسب مدال یونسکو برای مشارکت موثر در ترویج علم و فناوری نانو، اکنون امیدوار است که در آینده‌ای نه‌چندان دور موفق به کسب جایزه نوبل شود.

کسب عنوان زن نمونه نخبه سال ۱۳۸۶، انتخاب به عنوان یکی از ۱۰۰ دانشمند نمونه سال ۲۰۰۸ از سوی دانشگاه کمبریج، انتخاب به عنوان افراد باهوش قرن ۲۱ توسط مرکز بین‌المللی بیوگرافی، ثبت ۱۵ اختراع و انتشار بیش از ۳۵ مقاله در نشریات علمی بین‌المللی و ثبت در پایگاه علمی ISI او را در زمره پرآوازه‌ترین بانوان دانشمند ایرانی قرار داده است.

فرانک فراهانی جم / گروه دانش