دستاوردهای پژوهشی، آموزشی، فرهنگی و تجاری سازی و اقتصاد دانش بنیان(۱۴۰۳-۱۴۰۲) پژوهشکده سرطان معتمد

پژوهشکده سرطان معتمد

پژوهشکده سرطان معتمد به عنوان قطب درمان‌های فناورانه سرطان‌های بانوان، تنها مرکز آموزش، پژوهش و درمان کشور است که به‌صورت تخصصی در حوزه پیشگیری، تشخیص و درمان سرطان‌های شایع در بانوان فعالیت می‌کند. سیاست راهبردی این پژوهشکده، توسعه فناوری‌های نوین و تولید محصولات فناورانه با کاربرد در بالین بیماران است. این پژوهشکده با جذب نخبگان جوان موفق به توسعه چندین فناوری کلیدی در حوزه تشخیص و درمان سرطان گردیده است. کیت تشخیص نیاز به شیمی‌درمانی مام و نیباب، که بر اساس یک پروفایل ژنتیکی نیاز یا عدم نیاز به شیمی‌درمانی را در مبتلایان به سرطان پستان تعیین می‌کند. یکی از این دستاوردها می‌باشد. شایان ذکر است که تنها یک مشابه خارجی برای این کیت در ایالات متحده موجود است، که تا قبل از توسعه کیت ایرانی و بومی، بیماران نیازمند ارسال نمونه خود به خارج از کشور و صرف هزینه‌های چند هزار دلاری بودند و مشکلات عدیده ارسال نمونه به خارج از کشور، همراه با زمان‌بر بودن آن، مشکلات جدی برای بیماران ایجاد می‌کرده است.

طراحی و تولید کیت جداسازی سلول‌های سرطانی از خون با استفاده از سیستم‌های میکروفلوئیدی، تولید سیستم‌های بیوپسی بافت نرم و سخت، ابداع یک روش نوین فناورانه برای شناسایی عوامل عفونی با بهره‌گیری از فناوری نانو، طراحی و ساخت دستگاه کمک جراح برای تشخیص بافت‌های سرطانی با بهره‌گیری از فناوری نوین مبتنی بر الکتروشیمی، طراحی و ساخت دستگاه شناسایی کووید-۱۹ با استفاده از یک روش نوین، ساخت و تولید داروهای گیاهی با فناوری نانو و تلفیق طب مدرن و سنتی، طراحی و تولید سیستم دیادیز برای جداسازی سلول‌های سرطانی از جمله فناوری‌هایی است که در این پژوهشکده مراتب بالای TRL را طی نموده و مستندات مطمئنی شامل پتنت و مقالات چاپ شده در نشریات معتبر و وزین دارد و دارای مجوز یا در شرف اخذ آن از مراجع مربوطه می‌باشد.

برنامه این پژوهشکده از طریق جذب نخبگان و متخصصین بنام خارج و داخل کشور پیشرفت‌ها و دستاوردهای تحول‌گونه‌ای در حوزه ایمونوتراپی، ژن‌درمانی، ویروس‌درمانی و سلول‌درمانی داشته است. این پژوهشکده در حوزه سلول‌درمانی، چندین کارآزمایی بالینی در درمان بیماری‌های التهابی، استئوآرتریت مزمن، لوپوس، و کووید-۱۹ با استفاده از سلول‌های بنیادی و ایمنی‌درمانی سلولی سرطان‌های پستان و خون با استفاده از سلول‌های کشنده طبیعی به انجام رسانده است و هم‌اکنون یکی از مراکز برجسته در حوزه سلول‌درمانی در کشور به شمار می‌رود..

از آن مهم‌تر، دپارتمان ATMP این پژوهشکده چندین پروژه کلیدی در حوزه ژن‌درمانی و ویروس‌درمانی سرطان‌های لاعلاج را در حال اجرا دارد که طراحی سازه و تولید ویروس نوترکیب انکولایتیک برای ویروس‌درمانی سرطان یکی از پیچیده‌ترین پروژه‌های مهندسی در حال اجرا است. پژوهشکده سرطان معتمد علاوه بر تمرکز در حوزه فناوری، در حوزه‌های آموزش، فرهنگ و ترفیجی فعالیت‌های بسیار ارزشمند و دستاوردهای قابل ملاحظه‌ای داشته است. پویش سراسری معتمد، در خصوص آگاهی‌بخشی، در تشخیص زودرس سرطان پستان و اجرای چندین برنامه ملی غربالگری در مناطق محروم با همکاری ارگان‌ها و قرارگاه‌های جهادی از جمله این فعالیت‌ها است. با عنایت به این توان علمی و اجرایی، مجلس شورای اسلامی در سال ۱۴۰۱ مأموریت ایجاد شبکه ملی پیشگیری، کنترل و درمان سرطان پستان در کشور را از طریق درج در متن قانون به این پژوهشکده اعطا کرد. به‌رغم عدم حمایت بخش دولتی، این پژوهشکده با تکیه بر توان خود تاکنون ۴ مرکز استانی این شبکه را راه‌اندازی کرده است. این پژوهشکده این ظرفیت را دارد تا در حوزه ATMP متولی، طراحی و کارآزمایی بالینی ویروس‌درمانی و ژن‌درمانی باشد. در حوزه پزشکی شخص‌محور، روش‌های نوین ژنتیکی پیش‌آگهی ابتلا به سرطان پستان و پیشگیری از آن را اجرا نماید و در حوزه پیشگیری با بهره‌گیری از شبکه گسترده جهاد دانشگاهی اجرای کامل ایجاد و راه‌اندازی شبکه ملی پیشگیری، کنترل و درمان سرطان را متعهد شده و راه‌اندازی نماید.

5. خلاصه ای از دستاوردهای پژوهشی پژوهشکده سرطان معتمد

• کیت 12 ژنی تعیین کننده نیاز به شیمی درمانی در سرطان پستان

ﺗﺸﺨﯿﺺ و درﻣﺎن ﺳﺮﻃﺎن ﯾﮑﯽ از ﻣﻮارد ﻫﺰﯾﻨﻪ ﺑﺮ در ﮐﺸﻮر اﺳﺖ. درﻣﺎن ﺳﺮﻃﺎن ﺑﺎ ﺗﺎﺛﯿﺮ ﺑﺮ ﻋﻤﮑﻠﺮد و ﮐﯿﻔﯿﺖ زﻧﺪﮔﯽ ﻓﺮد ﻋﻼوه ﺑﺮ ﻫﺰﯾﻨﻪﻫﺎی ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ ﻫﺰﯾﻨﻪﻫﺎی ﻏﯿﺮ ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ ﺑﺴﯿﺎری دارد ﮐﻪ در ﺗﻤﺎﻣﯽ ﮐﺸﻮرﻫﺎی ﭘﯿﺸﺮﻓﺘﻪ اﻫﻤﯿﺖ ﺑﺴﯿﺎر زﯾﺎدی ﺑﻪ آن داده ﻣﯽﺷﻮد. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺳﺮﻃﺎن ﭘﺴﺘﺎن ﺑﺎ ﺗﺎﺛﯿﺮ ﺑﺮ زﻧﺎن ﺑﻪ ﻋﻨﻮان رﮐﻦ اﺻﻠﯽ ﺧﺎﻧﻮاده ﮐﻞ ﯾﮏ ﺧﺎﻧﻮاده را ﻣﺘﺎﺛﺮ ﻣﯽﮐﻨﺪ. ﺗﺸﺨﯿﺺ اﯾﻦ ﺑﯿﻤﺎران ﺗﻨﻬﺎ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﻧﺠﺎم ﺗﺴﺖﻫﺎی ﭼﻨﺪ ژﻧﯽ اﻣﮑﺎنﭘﺬﯾﺮ اﺳﺖ. ﺑﻪاﯾﻦﺗﺮﺗﯿﺐ ﻣﯽﺗﻮان ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ آزﻣﺎﯾﺶﻫﺎ از درﻣﺎن ﻧﺎﺑﺠﺎی ﺷﯿﻤﯽ درﻣﺎﻧﯽ در ﺗﻌﺪاد ﮐﺜﯿﺮی از ﺑﯿﻤﺎران اﺟﺘﻨﺎب ﻧﻤﻮده و آﻧﻬﺎ را از ﺷﺮ ﻋﻮارض ﺟﺎﻧﺒﯽ ﺑﺴﯿﺎر ﻧﺎﻣﻄﻠﻮب ﺷﯿﻤﯽدرﻣﺎﻧﯽ و ﻧﯿﺰ ﻫﺰﯾﻨﻪ ﮐﺮدﻫﺎی ﻣﺮﺑﻮﻃﻪ در اﻣﺎن ﻧﮕﻪ داﺷﺖ. ﻣﺘﺎﺳﻔﺎﻧﻪ اﯾﻦ ﺗﺴﺖﻫﺎ ﻓﻘﻂ در ﺧﺎرج از ﮐﺸﻮر و در ﻣﺮاﮐﺰ ﻣﺤﺪودی  اﻧﺠﺎم ﻣﯽﺷﻮد. ﻋﻼوه ﺑﺮ ﻫﺰﯾﻨﻪ ﺑﺎﻻی ﭼﻨﺪ ﻫﺰار دﻻری ﮐﻪ ﺗﺴﺖ ﺑﺮای ﻫﺮ ﺑﯿﻤﺎر دارد، زﻣﺎنﺑﺮ ﺑﻮدن ارﺳﺎل ﻧﻤﻮﻧﻪ و اﻧﺠﺎم ﺗﺴﺖ و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺧﺮوج ﻧﻤﻮﻧﻪ از ﮐﺸﻮر ﺑﻪ ﻧﻔﻊ ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺳﻼﻣﺖ ﻧﯿﺴﺖ. ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺷﺮاﯾﻂ ﺗﺤﺮﯾﻢ اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ ﺧﺪﻣﺎت ﺑﻪ راﺣﺘﯽ اﻣﮑﺎنﭘﺬﯾﺮ ﻧﯿﺴﺖ. اﯾﻦ ﺗﺴﺖ ﺑﺮﮔﺮﻓﺘﻪ از آزﻣﺎﯾﺶ اﻧﺪوﭘﺮدﯾﮑﺖ )Endopredict( اﺳﺖ. اﯾﻦ تست ﻧﺴﻞ دوم ﺗﺴﺖﻫﺎی ﻣﺮﺑﻮط ﺑﻪ ﭘﯿﺶﺑﯿﻨﯽ ﻋﻮد ﻣﺠﺪد ﺳﺮﻃﺎن ﭘﺴﺘﺎن اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺎ ﺑﺮرﺳﯽ ﺑﯿﺎن 12 ژن در ﻧﻤﻮﻧﻪ ﺗﻮﻣﻮری ﻓﺮد و ادﻏﺎم وﯾﮋﮔﯽﻫﺎی ﭘﺎﺗﻮﻟﻮژی ﺗﻮﻣﻮر، ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﭘﯿﺶﺑﯿﻨﯽ ﺧﻄﺮ ﻋﻮد زودﻫﻨﮕﺎم  (10-0 ﺳﺎل) و دﯾﺮﻫﻨﮕﺎم (15-5 ﺳﺎل) ﺑﯿﻤﺎری و ﻟﺰوم اﺳﺘﻔﺎده از ﺷﯿﻤﯽ درﻣﺎﻧﯽ در ﻫﺮ ﻓﺮد اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد.

• ایمنی درمانی سرطان های صعب العلاج با استفاده از سلول های کشنده طبیعی (NK cell therapy)

تقویت سیستم ایمنی بیماران مبتلا به سرطان یکی از مهمترین رویکردهای درمان سرطان است که با عنوان ایمنی درمانی سرطان نیز شناخته می شود. سلول های سیستم ایمنی ذاتی بخصوص سلولهای کشنده طبیعی (Natural Killer Cell, NK) بصورت ذاتی دارای قدرت از بین بردن سلول های سرطانی هستند که این مساله آن ها را بصورت بالقوه به یک ابزار مهم در از بین بردن سلول های سرطانی تبدیل کرده است. مطالعات بالینی نشان داده است که تحریک و تقویت سلول های کشنده طبیعی خود در پیشگیری ابتلا به سرطان و مهار پیشرفت آن اهمیت دارند. طبق رویکردهای بالینی ایمونوتراپی سرطان با استفاده از سلول های کشنده طبیعی به عنوان یک ابزار جهت بهبود بدخیمی های تومورهای توپر (solid) پیشنهاد شده است. مطالعات زیادی نشان داده است که این سلول ها با کشت و تکثیر در محیط آزمایشگاه، توانایی نابودی سلول های بدخیم در بیماران سرطان های متاستاتیک را دارند. محصول حاضر پس از ارزیابی بی­خطری (safety) و امکان پذیری تزریق وریدی سلول­های NK از منشاء دهنده آلوژنیک جهت استفاده برای بیماران مبتلا به سرطان های توپر نظیر سرطان پستان، GI و تخمدان معرفی شد.

• ابداع دستگاه دیالیز خون کامل بیماران سرطانی (جداسازی CTC) با اهداف تشخیصی و درمانی

تعداد کم سلول های سرطانی در گردش (CTC) در نمونه های خون و زمان بربودن روش های فعلی جداسازی CTC برای پردازش حجم کمی از خون، بزرگ ترین موانع برای استفاده از CTC ها در عمل می باشند. بنابراین، هدف ما از این مطالعه، طراحی یک سیستم دیالیز CTC با توانایی پردازش خون کامل بیماران سرطانی در مدت زمان منطقی بود. دو استراتژی برای توسعه این سیستم به کار گرفته شده است. 1- سنتز فریت های Cu هسته پوسته جدید که از هسته Cu-CuFe2O4 و پوسته MIL-88A تشکیل شده و برای ردگیری موثر CTC ها به وسیله آنتی بادی anti-HER2 هدف گذاری شده است. 2- ساخت یک پلتفرم میکروفلوئیدیک که شامل یک داربست سه بعدی پرینت شده متشکل از کامپوزیت نانوذرات پلی کاپرولاکتون/Fe3O4 با قطر منافذ کمتر از µm 200 که یک میدان مغناطیسی ولتاژ بالا روی آن متمرکز می شود تا خواص مغناطیسی را برای به دام انداختن CTCهای هدف گذاری شده با نانوذرات مغناطیسی القاء کند. این سیستم از جنبه های مختلفی نظیر کارایی در جذب نانوذرات مغناطیسی، جداسازی CTC ها از خون انسان، عوارض جانبی بر روی سلول های خون و زنده مانی CTC ها پس از جداسازی برای تجزیه و تحلیل بیشتر مورد ارزیابی قرار گرفت. این سیستم دیالیز CTC ها، کارایی بیش از 80 درصد در جداسازی سلول های سرطانی در گردش از نمونه های خون نشان داد. CTC های جدا شده کاملاً زنده بوده و قادر به تکثیر بودند. همچنین، سیستم طراحی شده کاملاً بی خطر بوده و هیچ عارضه ای برای سلول های طبیعی خون ایجاد نمی کند. به علاوه، این سیستم دیالیز CTC ها می تواند حجم بالای خون را در مدت زمان معقولی برای جداسازی CTC ها با کارایی بالا برای اهداف تشخیصی و درمانی، پردازش کند.

• ابداع سیستم نوین تشخیص مولکولی عوامل عفونی بر پایه فناوری نانو

شیوع فعلی بیماری های عفونی زا در جامعه مانند پاپیلوما، هپاتیتB  و هپاتیت C، تشخیص سریع ، ساده و در مقیاس گسترده را می طلبد تا میزان انتشار این ویروس را در داخل و همچنین در سراسر جهان کاهش دهد. اگرچه RT-PCR از لحاظ حساسیت روش مناسبی است، اما زمان بر و هزینه بر بوده، نیاز به پرسنل متخصص دارد و تنها در یک بیمارستان مبتنی بر آزمایشگاه با دسترسی به تجهیزات ثابت بزرگ و مواد قابل انجام است. اخیرا سیستم های رنگ سنجی برپایه نانوذرات در توسعه کیت های رپید بسیار مورد توجه هستند. در این راستا طراحی نوینی بر پایه استفاده از نانوذرات نقره توسط پژوهشکده سرطان معتمد ابداع شد. در این طراحی نانوذرات نقره با توالی DNA (DNA-AgNCs) که مکمل ژنوم ویروس ها است پایدار شده و در حضور ژنوم استخراج شده فرد بیمار، رنگ و نور متفاوتی را در مقایسه با فرد سالم تولید می کند. در طرح حاضر پروب های مختلفی بر اساس تفاوت در طول و تعداد نوکلئوتید ها برای ویروس های سارس، پاپیلوما، هپاتیت B و هپاتیت C طراحی شده و عملکرد آن ها در حضور ژنوم نمونه های بیمار و سالم مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج موفقیت آمیزی برای هر دو پارامتر مهم حساسیت و صحت از طریق دو روش نورسنجی و رنگ سنجی بدست آمده است.

• بهینه سازی و تولید کیت جداسازی اگزوزوم به منظور درمان های نوین سرطان

اگزوزوم ها کیسه های کوچک ترشحی در مقیاس نانو هستند که توسط انواع سلول های مختلف پروکاریوتی و یوکاریوتی به فضای خارج سلولی آزاد می شوند و نقش کلیدی در ارتباطات بین سلولی ایفا می کنند. این کیسه های کوچک دارای ویژگی هایی دقیقا مشابه سلول والد خود هستند فقط فاقد هسته می باشند بنابراین نسل جدید درمان های مبتنی بر سلول درمانی به سمت اگزوزوم درمانی و برای توسعه درمانهای بدون سلولی هدایت شده است. در دنیا روش های مختلفی مانند اولتراسانتریفیوژ، سانتریفیوژ شیب چگالی، اولترافیلتراسیون، ستون های ایمونوافینیتی و کیت مبتنی بر ستون های متخلخل و بیدهای تمایلی، برای جداسازی اگزوزوم ها استفاده می شود. این روش ها بسیار پر هزینه بوده و نیاز به تجهیزات پیشرفته و دقیق دارد، اما با کمک کیت جداسازی اگزوزم بنام اگزومد (EXOMED) جداسازی اگزوزوم ها به راحتی قابل انجام خواهد بود. کیت مذکور قابلیت جداسازی در مقیاس انبوه را داشته و بطور کامل متناسب با شرایط کشور ایران باتوجه به دسترسی به مواد اولیه، بهینه شده است. بنابراین با کمک این کیت راه برای انجام کلیه کاربردهای بالینی و درمانی اگزوزوم ها که به تازگی در دنیا درحال انجام بوده و سالانه به این کاربردها افزوده می شود، باز خواهد شد. کاربردهایی مانند: حامل های طبیعی و هدفمند برای داروهای شیمی درمانی، بعنوان مارکر به منظور بررسی روند درمان بیماری های صعب العلاج، به عنوان مارکرهای زیستی برای پیش آگهی بیماری ها.

• خالص سازی پودر هموگلوبین انسانی از فیلترهای دور ریز لوکوسیتی سازمان انتقال خون

در این پروژه، هموگلوبین انسانی از گلبول های قرمز خون که درون فیلترهای دور ریز لوکوسیتی به دام افتاده اند استخراج شده و با روشی ساده و با امکانات محدود خالص سازی گردیده است. این فیلترها برای حذف لوکوسیت‌ها از مؤلفه‌های خونی به منظور جلوگیری از عوارض ناشی از انتقال خون استفاده شده و پس از آن توسط مراکز انتقال خون دور انداخته می‌شوند و به عنوان ضایعات زیستی خون محسوب می‌گردند. پودر هموگلوبین در مصارف تحقیقاتی متعددی قابل استفاده می باشد از جمله ساخت نانوذرات با خواصی مشابه آنزیم های طبیعی، پایدارسازی نانوذرات در محیط های بیولوژیک، استفاده در محیط های کشت باکتری و ... .

• طراحی و پیاده سازی پلتفرم کمک تشخیصی هوش مصنوعی در تصاویر پزشکی

تصاویر  سی‌تی اسکن یکی از ابزارهای مهم  تشخیص بیمارها در دنیای امروز هستند، رادیولوژیست‌ها با تحلیل این تصاویر به دیگر پزشکان کمک می‌کنند تا بیماری‌ها را یافته و تصمیمات درمانی درست را اتخاذ کنند. اشتباهات سهوی انسانی به همراه محدودیت‌های طبیعی افراد و نیز کمبود نیروی انسانی خبره سبب می‌گردد تا این ابزار ارزشمند نتواند کارکرد مناسب خود را داشته باشد. در سالیان گذشته استفاده از هوش مصنوعی در قالب سیستم‌های تصمیم‌یار (clinical decision support )  به کمک رادیولوژیست‌ها و پزشکان آمده تا محدودیت‌ها و مشکلات ذکرشده را اصلاح و دریچه‌ای از عملکرد و امکانات جدید را به روی این حیطه‌ی مهم پزشکی بگشاید. از تشخیص ابتدایی بیماری‌ها (Early detection) با دقت بسیار بالاگرفته تا افزایش سرعت گردش و کاهش خطا به نحو محسوس، ازجمله نتایج فوری این ابزارها است. هدف  از اجرای این پروژه ایجاد بازاری از ابزارهای مختلف تحلیل تصاویر سی‌تی اسکن به کمک الگوریتم‌های یادگیری عمیق (Deep learning) و یادگیری ماشین (Machine learning) است که امکان ارائه خدمات فوری و دقیق و متنوع به تعداد زیادی از پزشکان و مراکز را فراهم آورد.