آدامس مهندسی‌شده زیستی، سطح HPV دهانی را در آزمایش‌های آزمایشگاهی تا ۹۳ درصد کاهش داد.

کارسینوم سلول سنگفرشی سر و گردن (HNSCC) یکی از شایع‌ترین و تهاجمی‌ترین انواع سرطان در سطح جهان است که نرخ شیوع آن طی دو دهه گذشته به شدت افزایش یافته است. عامل اصلی این افزایش، ویروس پاپیلومای انسانی (HPV) است که اکنون مسئول اکثریت قریب به اتفاق سرطان‌های اوروفارنکس (حلق دهانی) است. اگرچه واکسن‌های پیشگیرانه وجود دارند، اما عمدتاً زمانی مؤثرند که قبل از مواجهه و در جمعیت‌های جوان‌تر تزریق شوند و میلیون‌ها بزرگسال را در معرض خطر باقی می‌گذارند. علاوه بر این، هنگامی که این سرطان‌ها در مراحل بعدی تشخیص داده می‌شوند، درمان‌های سنتی مانند پرتودرمانی و شیمی‌درمانی اغلب در بهبود قابل توجه نرخ بقای پنج‌ساله یا حفظ کیفیت زندگی بیمار ناکام می‌مانند. بار ویروسی مداوم در حفره دهان، همراه با یک محیط باکتریایی نامطلوب، شرایطی ایده‌آل برای تبدیل بدخیم و مقاومت در برابر درمان ایجاد می‌کند.[5][6]

در یک ترکیب چشمگیر از گیاه‌شناسی و مهندسی زیستی، محققان دانشکده دندانپزشکی دانشگاه پنسیلوانیا یک مداخله جدید توسعه داده‌اند که یک روش درمانی پیچیده را در قالب یک عادت روزمره پنهان می‌کند. آن‌ها یک آدامس گیاهی طراحی کرده‌اند که برای خنثی‌سازی فعال عوامل میکروبی سرطان دهان ساخته شده است. بر اساس داده‌های منتشر شده در مجله Scientific Reports، این آدامس دارویی به عنوان یک تله موضعی عمل می‌کند و هم ویروس HPV و هم باکتری‌های بی‌هوازی خاصی را که به تسریع رشد تومور معروف هستند، به دام انداخته و خنثی می‌کند. تیم تحقیقاتی با تبدیل یک عمل پیش پا افتاده به یک درمان ضد میکروبی هدفمند، قصد دارد ابزاری کم‌هزینه و بسیار در دسترس برای تکمیل پروتکل‌های موجود سرطان‌شناسی ارائه دهد.[1][6]

ادعای اصلی ناشی از مطالعه بالینی برون‌تنی، کاهش خیره‌کننده حضور ویروس است. هنگامی که عصاره‌های آدامس مهندسی‌شده زیستی بر روی نمونه‌های بزاق گرفته شده از بیماران مبتلا به کارسینوم سلول سنگفرشی سر و گردن آزمایش شدند، سطح HPV را تا ۹۳ درصد کاهش دادند. در نمونه‌های دهان‌شویه، که به طور طبیعی رقیق‌تر از بزاق خالص هستند، بار ویروسی ۸۰ درصد کاهش یافت. در برخی موارد آزمایشی فردی، ترکیبات فعال موجود در آدامس ۱۰۰ درصد از HPV قابل تشخیص را جمع‌آوری کردند و عملاً ویروس را به طور کامل از نمونه پاک کردند. این سطح از سرکوب ویروسی از طریق یک کاربرد موضعی و غیرتهاجمی، یک جهش بزرگ رو به جلو در مدیریت عوامل عفونی موضعی سرطان‌های دهان محسوب می‌شود.[1][2]

مکانیسم پشت این تجمع ویروسی متکی بر پروتئینی است که به طور طبیعی در لوبیاهای سنبل (یا همان لوبیای لاب‌لاب) یافت می‌شود. محققان یک پروتئین لکتین خاص به نام FRIL (لکتین Lablab purpureus) را جدا کردند که میل ترکیبی مولکولی منحصر به فردی برای گلیکوپروتئین‌هایی دارد که سطح ویریون‌های HPV را می‌پوشانند. هنگامی که آدامس جویده می‌شود، FRIL را در بزاق آزاد می‌کند، جایی که فعالانه به دنبال ویروس می‌گردد. پروتئین FRIL به جای اینکه ویروس را مستقیماً از بین ببرد، به ذرات ویروسی متصل می‌شود و باعث می‌شود که در فرآیندی به نام تجمع (aggregation) به هم بچسبند. هنگامی که ویروس متصل و متراکم شد، زیست‌فراهمی خود را از دست می‌دهد، به این معنی که دیگر نمی‌تواند با موفقیت به سلول‌های پوششی دهان و گلو نفوذ کرده و آن‌ها را آلوده کند.[4][6]

با این حال، عفونت ویروسی تنها نیمی از معادله سرطان‌زایی در حفره دهان است. محققان همچنین دیس‌بیوزیس باکتریایی میکروبیوم دهان را هدف قرار دادند که نقش حیاتی در پیشرفت سرطان ایفا می‌کند. به طور خاص، باکتری‌های بی‌هوازی Porphyromonas gingivalis و Fusobacterium nucleatum به دلیل ایجاد التهاب تقویت‌کننده تومور، کمک به فرار از سیستم ایمنی و مشارکت در متاستاز بدنام هستند. در نمونه‌های بالینی گرفته شده از بیماران سرطانی، این دو سویه باکتریایی در سطوحی ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر بیشتر از گروه کنترل سالم وجود داشتند. اگر این باکتری‌ها کنترل نشوند، نه تنها رشد سرطان را تسریع می‌کنند، بلکه نرخ بقای بیمارانی را که تحت عمل جراحی یا درمان‌های کمکی قرار می‌گیرند، بدتر می‌کنند.[2][3]

برای مقابله با این تهدید باکتریایی، تیم تحقیقاتی آدامس مشتق شده از لوبیا را مهندسی زیستی کردند تا شامل یک ماده فعال دوم باشد: پروتگرین-۱ (protegrin-1). پروتگرین-۱ یک پپتید ضد میکروبی قوی است که به طور خاص به دلیل توانایی‌اش در از بین بردن دفاع باکتری‌های بی‌هوازی انتخاب شده است. در حالی که پروتئین FRIL به تنهایی تنها یک اثر ضد باکتریایی محدود داشت – کاهش تعداد باکتری‌ها تقریباً به اندازه یک مقیاس لگاریتمی – افزودن پروتگرین-۱ آدامس را به یک عامل ضد باکتری بسیار مؤثر تبدیل کرد. ترکیب لکتین جمع‌آوری‌کننده ویروس و پپتید از بین برنده باکتری، یک درمان دوگانه ایجاد کرد که قادر به مقابله با اکوسیستم میکروبی پیچیده‌ای است که سرطان‌های سر و گردن را تغذیه می‌کند.[2][6]

شواهد اثربخشی ضد باکتریایی آدامس در محیط آزمایشگاهی به طور استثنایی قوی است. پس از تنها یک ساعت قرار گرفتن در معرض عصاره آدامس تقویت‌شده با پروتگرین، سطح هر دو باکتری Porphyromonas gingivalis و Fusobacterium nucleatum در نمونه‌های بزاق و دهان‌شویه بیماران سرطانی به میزان چهار تا شش مقیاس لگاریتمی کاهش یافت. این امر به معنای نرخ ریشه‌کنی ۹۹.۹۷ درصد تا تقریباً ۱۰۰ درصد است. با حذف مجازی این پاتوژن‌های خاص، آدامس منبع اصلی التهاب مزمنی را که به کارسینوم‌های سلول سنگفرشی اجازه رشد و مقاومت در برابر درمان‌های سنتی سرطان‌شناسی را می‌دهد، از بین می‌برد.[2][7]

نکته حیاتی این است که محققان این مداخله را بسیار انتخابی طراحی کردند و یک نقص عمده در درمان‌های استاندارد فعلی را برطرف نمودند. مداخلات با طیف گسترده، به ویژه پرتودرمانی، جمعیت‌های میکروبی حفره دهان را بدون تبعیض از بین می‌برند. این رویکرد «زمین سوخته» اغلب باکتری‌های مفید و کپسول‌ساز را نابود می‌کند و راه را برای عفونت‌های فرصت‌طلب مانند کاندیدا آلبیکنس (Candida albicans)، یک مخمر بیماری‌زا که به شدت توانایی بیمار برای خوردن و صحبت کردن را تحت تأثیر قرار می‌دهد، باز می‌کند. در مقابل، آدامس مهندسی‌شده زیستی، یک اثر ضد میکروبی هدفمند را نشان داد. در حالی که بی‌هوازی‌های مرتبط با سرطان را از بین برد، تا حد زیادی به استرپتوکوک‌های همزیست و سایر باکتری‌های مفیدی که برای حفظ یک میکروبیوم دهانی سالم ضروری هستند، آسیبی نرساند.[1][5]

پیامدهای بالینی این هدف‌گیری انتخابی برای بیمارانی که در حال حاضر تحت درمان سرطان هستند، عمیق است. تحلیلگران سرطان‌شناسی و داروسازی اشاره می‌کنند که این آدامس می‌تواند به عنوان یک درمان کمکی حیاتی، در کنار جراحی، پرتودرمانی یا شیمی‌درمانی به کار رود. با سرکوب مداوم بارهای ویروسی و باکتریایی در دهان بدون ایجاد دیس‌بیوزیس بیشتر، آدامس می‌تواند به کاهش عوارض جانبی شدید دهانی ناشی از پرتو، کاهش خطر عفونت‌های ثانویه و به طور بالقوه بهبود اثربخشی کلی درمان‌های اصلی سرطان کمک کند. توانایی ارائه این درمان هدفمند از طریق عمل ساده و بدون درد جویدن آدامس، همچنین انطباق بالای بیمار را در مقایسه با دهان‌شویه‌های پیچیده یا ژل‌های موضعی تضمین می‌کند.[6][8]

فراتر از کاربرد آن برای بیماران سرطانی تشخیص داده شده، متخصصان بهداشت عمومی به دقت پتانسیل این آدامس را به عنوان یک ابزار پیشگیرانه بررسی می‌کنند. از آنجایی که پروتئین FRIL به طور مؤثری ویروس HPV را در بزاق به دام می‌اندازد، استفاده منظم از آدامس می‌تواند مقدار ویروس فعالی را که فرد منتشر می‌کند، به شدت کاهش دهد. محققان دندانپزشکی اشاره می‌کنند که به حداقل رساندن این بار ویروسی داخل دهانی می‌تواند از لحاظ نظری انتقال سویه‌های HPV پرخطر بین شرکای جنسی را کاهش دهد. اگر آدامس بتواند با موفقیت خطر انتقال فرد به فرد را کاهش دهد، می‌تواند به عنوان یک مداخله در سطح جمعیت برای کُند کردن افزایش شیوع سرطان‌های اوروفارنکس ناشی از HPV عمل کند.[4][5]

با وجود نتایج بی‌سابقه برون‌تنی، عدم قطعیت شفافی در مورد اثربخشی آدامس در دنیای واقعی باقی مانده است. داده‌های فعلی، اگرچه بسیار امیدوارکننده هستند، اما کاملاً بر اساس آزمایش‌های آزمایشگاهی با استفاده از نمونه‌های بزاق و دهان‌شویه جمع‌آوری شده از بیماران استوارند. محققان هنوز داده‌هایی را منتشر نکرده‌اند که تأثیر جویدن فعال آدامس توسط بیماران در یک محیط بالینی واقعی را نشان دهد. متغیرهایی مانند عمل مکانیکی جویدن، تولید مداوم بزاق جدید، و محیط پیچیده و پویا دهان انسان می‌توانند غلظت و اثربخشی پروتئین FRIL و پپتید پروتگرین-۱ را در طول زمان تغییر دهند.[2][4]

برای پر کردن این شکاف بین نوید آزمایشگاهی و واقعیت بالینی، تیم تحقیقاتی دانشگاه پنسیلوانیا به سرعت در حال ورود به آزمایش‌های انسانی است. یک کارآزمایی بالینی اختصاصی مستقر در مرکز پزشکی پن (Penn Medicine) قرار است امسال آغاز شود، که به طور دقیق توانایی آدامس را در کاهش بارهای ویروسی و باکتریایی در دهان بیماران زنده آزمایش خواهد کرد. این آزمایش‌ها برای تعیین دوز بهینه، مدت زمان لازم برای جویدن، و مشخصات ایمنی طولانی‌مدت مواد مهندسی‌شده زیستی حیاتی خواهند بود. علاوه بر این، فناوری زیربنایی در آزمایش‌های جداگانه برای اثربخشی آن در برابر سایر پاتوژن‌های تنفسی و دهانی، از جمله آنفولانزا و کووید-۱۹، در حال تطبیق و آزمایش است.[4][6]

اگر آزمایش‌های بالینی آتی یافته‌های برون‌تنی را تأیید کنند، این آدامس مهندسی‌شده زیستی می‌تواند نشان‌دهنده یک تغییر پارادایم در نحوه برخورد جامعه پزشکی با سرطان‌های ناشی از عفونت باشد. محققان با ترکیب هدف‌گیری پیچیده لکتین‌ها و پپتیدهای ضد میکروبی با سیستم تحویل کم‌فناوری و در دسترس جهانی آدامس، مسیر جدیدی را برای سرطان‌شناسی پیشگیرانه ترسیم کرده‌اند. این یک اثبات مفهوم قدرتمند است که برخی از مؤثرترین مداخلات پزشکی آینده ممکن است نیازی به مراجعه به بیمارستان یا تزریق وریدی نداشته باشند، بلکه صرفاً چند دقیقه جویدن یک قرص با طعم نعناع کافی باشد.[3][5]