در حال حاضر، روش‌های معمول جهت تشخیص و درمان سرطان شامل: جراحی، تشریح، بافت‌برداری، شیمی درمانی و پرتو درمانی، قادر نیستند میان سلول‌های سالم و سلول‌های سرطانی تفاوتی قائل شوند و این مسئله موجب مسمومیت بدن و عوارض جانبی زیان‌آور در بافت‌های دیگر از قبیل: تخریب مغز استخوان، بیماری‌های عضله‌ی فلب و صدمات عصبی می‌شود که این امر خود بزرگ‌ترین محدودیت در تعیین دوز دارو می‌باشد.
نانوفناوری آغاز تغییرات در مقیاس و روش‌های رهاسازی دارو در بدن می‌باشد. ذرات و ابزارهای نانو از نظر ابعاد، کاملاً به مولکول‌های زیستی نزدیک بوده و به سادگی می‌توانند در اغلب سلول‌ها نفوذ کنند. قابلیت ادغام فیزیکی، شیمیایی و خواص بیولوژیک این نانوذرات، پژوهشگران و مهندسین را قادر خواهد ساخت تا نانوذرات را در جهت ساخت دارو به کار گیرند. داروهایی که در حوزه تشخیص و درمان بیماری‌ها از جمله سرطان می‌تواند مفید واقع شود.
2. نانوذرات؛ حامل دارو
یکی از اهداف نانوفناوری سوارکردن مولکول‌ها و داروها بر روی مواد حامل (نانوذره) و سپس فرستادن و رها کردن آنها به درون سلول می‌باشد. دارورسانی هدف‌دار موضوع جدیدی نیست و به اوایل قرن بیستم، هم‌زمان با طرح گلوله‌ی سحرآمیز از سوی ارلیخ، برمی‌گردد. اما هنوز تهیه و بکارگیری آن برای آزمایش‌های بالینی یک چالش بزرگ است. این چالش شامل پیدا کردن هدف مناسب برای یک بیماری خاص، یافتن دارویی مناسب جهت درمان بیماری موردنظر و پیدا کردن حاملی مناسب برای رساندن دارو به اندام هدف می‌باشد، به شکلی که این حامل از سیستم ایمنی بدن–که مواد بیگانه را به سرعت از گردش خون حذف می‌کند– در امان باشد. نانوذرات با پوشش محافظ برای دوری از سیستم ایمنی بدن و لیگاندهایی جهت هدف قرار دادن سلول یا بافت خاص، بسیاری از ویژگی‌های لازم یک گلوله‌ی سحرآمیز را برآورده می‌سازند.
نانوذرات شامل انواع مختلف از سامانه‌های کلوئیدی با مقیاس زیر میکرون (کوچک‌تر از یک میکرومتر) می‌باشند، و ممکن است غیرآلی، لیپوزومی یا پلیمری باشند. یکی از مزیت‌های اصلی نانوذرات کوچکی اندازه آنها می‌باشد، که می‌توانند به راحتی از بسیاری از سلول‌های زیستی عبور نمایند. برتری دیگر، چگالی بالای عامل دارویی در آنهاست که می‌توان از آن برای رسیدن به خصوصیات رهایش دارویی متفاوت استفاده نمود. به دلیل وجود انواع مختلف روش‌های تولید نانوذرات، خصوصیات سطحی متفاوتی نیز می‌توان برای نانوذرات ایجاد کرد، از این طریق ویژگی‌های دیگری نیز مانند اتصال لیگاندهای محافظ برای افزایش مقاومت نانوذره در برابر سیستم ایمنی بدن، و در نتیجه افزایش حضور آنها در گردش خون، و یا اتصال لیگاندهایی برای متصل شدن نانوذرات به سلول بافت هدف، به نانوذرات افزوده می‌شود.
3. تکنیک هدف‌گیری در درمان سرطان
شیوه‌های مورد بررسی در سیستم رهاسازی دارو در سه زمینه طبقه‌بندی می‌شود:
3-1. تکنیک‌های پخش و توزیع دارو
3-2. کنترل انتقالات غشایی
3-3. تکنیک‌های هدف‌گیری
مدت زمانی‌که دارو دارای غلظت مؤثر می‌باشد، به زمان نیمه عمر دارو در بدن بستگی دارد و جهت نگه‌داشتن غلظت مؤثر دارو در بدن، ناچاریم دوز بیشتری از دارو را تجویز نمائیم. اما در یک حالت ایده‌آل دارو می‌تواند این قابلیت را داشته باشد که با میزان دوز معین، در جایگاه اثر، غلظت خود را تا حد غلظت مؤثر افزایش دهد و در مدت زمان اثر دارو با همین غلظت ثابت باقی بماند. در تکنیک توزیع دارو، هدف، دست‌یابی به این مطلوب خواهد بود. جهت کنترل نقل و انتقالات غشائی، می‌توان از محرک‌های ویژه‌ی فیزیکی یا از پیش‌دارو استفاده نمود و اثر نفوذپذیری دارو را افزایش داد. در تکنیک پیش‌دارو، دارویی را که در محل غشا دارای فعالیت کمتری می‌باشد، دچار تغییرات شیمیایی کرده تا بتواند آسان‌تر و سریع‌تر از غشا عبور نماید و پس از انتقال، داروی تغییر شکل یافته به وضعیت نخستین خویش بازگشته و در داخل اندام هدف فعال می‌گردد.
تکنیک‌های هدف‌گیری نیز در دو شیوه بررسی می‌شود:
الف) هدف‌گیری فعال : که از سیگنال پپتید، برهم‌کنش آنتی‌بادی‌ــ آنتی‌ژن و یا لیگاندــ‌گیرنده استفاده می‌گردد.
ب) هدف‌گیری غیرفعال : که از افزایش نفوذ و نگهداری یا EPR (Enhanced Permeation and Retention) در نزدیکی اندام هدف استفاده می‌گردد.
الف) هدف‌گیری فعال
هدف‌گیری فعال معمولاً پیوستن جزء هدف‌گیری به نانوذرات و تشکیل مجموعه دارو-نانوذره می‌باشد. این روش به دلیل برهم‌کنش‌های بسیار ویژه، امکان تجمع نانوذرات را در اندام هدف، اندامک‌های درون سلولی و حتی مولکول‌های ویژه‌ای در درون سلول، فراهم می‌سازد. این تکنیک بر مبنای برهم‌کنش‌هایی از قبیل: برهم‌کنش کربوهیدارت– لکتین، لیگاند– گیرنده، آنتی‌بادی– آنتی‌ژن می‌باشد.
برهم‌کنش کربوهیدرات– لکتین، یکی از روش‌های قدیمی رهاسازی دارو در اندام هدف می‌باشد. لکتین پروتئینی با منشأ غیرایمنی می‌باشد که توانایی تشخیص و پیوستن به گلیکوپروتئین‌های سطح سلول را داراست. برهم‌کنش لکتین با برخی کربوهیدارت‌ها در سطح سلول بسیار ویژه است. از طرفی به دلیل وجود کربوهیدرات‌ها در سطح تمامی سلول‌ها، این سیستم دارورسانی اساساً به تمامی اندام‌ها توسعه یافته و می‌تواند منجر به آسیب سلول‌های طبیعی شود. بنابراین، اخیراً هدف‌گیری به سمت گیرنده‌های ویژه و یا آنتی‌ژن‌های مشخصی روی غشاء پلاسما یا نقطه دیگری در جایگاه هدف سوق پیدا کرده است.
گیرنده‌های ویژه یا آنتی‌ژن‌هایی که روی سلول وجود دارند می‌توانند دارو را به طور غیرمستقیم از طریق آندوسیتوز وارد سلول نمایند. از آنجائی‌که گلیکوپروتئین‌ها نمی‌توانند از ورود اتصال دارو-نانوذره به طریق آندوسیتوز، به درون سلول ممانعت نمایند، این مکانیسم (هدف‌گیری از طریق لیگاند یا آنتی‌ژن ویژه) می‌تواند یک جریان متناوب جهت غلبه بر مقاومت سلول‌ها ایجاد نماید.
ب) هدف‌گیری غیرفعال
در هدف‌گیری غیرفعال تکنیکی که استفاده می‌شود عبارت است از: بکارگیری محیط منحصر به فرد اندام هدف، که این تدبیر، درمان از طریق پیش‌داروی فعال شده نامیده می‌شود. کلیه ترکیبات شیمیایی که بتوانند در ارگانیزم، یک ماده مؤثره را آزاد نمایند به عنوان پیش‌دارو معرفی می‌شوند.
در این روند، دارو با احاطه شدن توسط یک پلیمر و ایجاد نانوذره به پیش‌دارو تبدیل شده، و به اندام هدف هدایت می‌شود؛ سپس اتصال دارو- پلیمر توسط آنزیم‌های ویژه و یا تنظیم pH در محل اندام هدف شکسته می‌شود.
4. دورنما
تاکنون تعامل میان نانوفناوری و بیولوژی در زمینه‌ی سرطان، تحولی عظیم در روش‌های تشخیص، درمان و پیش‌گیری از سرطان ایجاد کرده است، که این دستاوردها آغازی برای رسیدن به کاربردهای بالینی می‌باشد.
جهت هدف‌گیری ویژه‌ی سلول‌های سرطانی، اختلاف بین سلول‌های سرطانی و سلول‌های طبیعی از قبیل: تکثیر غیرقابل کنترل، غیرحساس بودن نسب به روند منفی رشد، پیدایش آوندهای خونی و لنفی و گسترش آن و... می‌تواند مورد بهره‌برداری قرار گیرد. طراحی حامل (نانوذره) و تکنیک‌های هدف‌گیری می‌تواند بر طبق نوع، میزان پیشرفت و محل سرطان تغییر نماید.
نانوفناوری علاوه بر هدف‌گیری و از بین بردن سلول‌های سرطانی، می‌تواند کاربردهای دیگری از قبیل تصویربرداری و تشخیص سرطان نیز داشته باشد. این تصور از نانوفناوری می‌تواند توسط نانوذرات درخت‌سان که هم‌زمان دارو و مقادیر زیادی اتم فلزی پارامغناطیس را جهت تصویربرداری حمل می‌کند، تحقق یابد (شکل زیر).
