تكنولوجيا النانو تعزز فعالية دواء السرطان بشكل غير مسبوق

تكنولوجيا النانو تمثل ثورة في عالم الطب، حيث أثبتت الأبحاث الجديدة قدرتها على تعزيز فعالية أدوية السرطان بشكل كبير.

تكنولوجيا النانو تعزز فعالية دواء السرطان بشكل غير مسبوق

في خطوة رئيسية نحو تحسين علاج السرطان، أعاد الباحثون في جامعة نورث وسترن تصميم البنية الجزيئية لعقار العلاج الكيميائي المستخدم على نطاق واسع، مما يجعله أكثر قابلية للذوبان وفعالية وأقل سمية للجسم.

قام العلماء ببناء شكل جديد من الدواء باستخدام الأحماض النووية الكروية (SNAs)، وهو نوع من البنية النانوية التي تدمج الدواء مباشرة في خيوط الحمض النووي التي تغطي كرات صغيرة. أدت عملية إعادة الهندسة هذه إلى تحويل دواء العلاج الكيميائي الضعيف وسيئ الذوبان إلى عامل مستهدف للغاية لمكافحة السرطان يحافظ على الأنسجة السليمة.

دفعة دراماتيكية ضد سرطان الدم

تم اختبار العلاج الجديد على الحيوانات المصابة بسرطان الدم النخاعي الحاد (AML)، وهو سرطان دم سريع النمو ويصعب علاجه. بالمقارنة مع نسخة العلاج الكيميائي القياسية، دخل الدواء المعتمد على SNA إلى خلايا سرطان الدم بكفاءة أكبر 12.5 مرة، ودمرها بما يصل إلى 20 ألف مرة أكثر فعالية، وأبطأ تطور السرطان 59 ضعفًا – كل ذلك دون آثار جانبية يمكن اكتشافها.

يسلط هذا النجاح الضوء على الوعد المتزايد للطب النانوي الهيكلي، وهو المجال الذي يتحكم بدقة في تكوين وهندسة أدوية النانو لتحسين كيفية تفاعلها مع جسم الإنسان. مع وجود سبعة علاجات قائمة على SNA قيد الاختبار السريري بالفعل، يعتقد الباحثون أن هذا النهج يمكن أن يمهد الطريق للقاحات وعلاجات جديدة للسرطان والالتهابات واضطرابات التنكس العصبي وأمراض المناعة الذاتية.

تم نشر النتائج في 29 أكتوبر ايه سي اس نانو.

“إيقاف الأورام في مساراتها”

وقال تشاد أ. ميركين من جامعة نورثويسترن، والذي قاد البحث: “لقد أثبتنا في النماذج الحيوانية أنه بإمكاننا إيقاف الأورام في مساراتها”. “إذا تُرجم هذا إلى المرضى من البشر، فهو تقدم مثير حقًا. وسيعني علاجًا كيميائيًا أكثر فعالية، ومعدلات استجابة أفضل، وآثار جانبية أقل. هذا هو الهدف دائمًا مع أي نوع من علاج السرطان.”

ميركين هو شخصية رائدة في الكيمياء وطب النانو، ويعمل كأستاذ جورج بي راثمان للكيمياء والهندسة الكيميائية والبيولوجية والهندسة الطبية الحيوية وعلوم وهندسة المواد والطب في جامعة نورث وسترن. كما أنه يدير المعهد الدولي لتقنية النانو وهو عضو في مركز روبرت إتش لوري الشامل للسرطان.

إعادة النظر في دواء العلاج الكيميائي الكلاسيكي

في هذه الدراسة، قام فريق ميركين بإعادة النظر في 5-فلورويوراسيل (5-فو)، وهو دواء للعلاج الكيميائي طويل الأمد معروف بكفاءته المحدودة وآثاره الجانبية القاسية. لأنه يؤثر على الخلايا السليمة وكذلك الخلايا السرطانية، 5-فو يمكن أن يسبب الغثيان والتعب، وفي حالات نادرة، مضاعفات في القلب.

وأوضح ميركين أن المشكلة لا تكمن في الدواء نفسه، بل في ضعف قابليته للذوبان. أقل من 1% يذوب في العديد من السوائل البيولوجية، مما يعني أن معظمها لا يصل أبدًا إلى أهدافه المقصودة. عندما لا يذوب الدواء جيدًا، فإنه يتكتل معًا أو يظل صلبًا، مما يمنع الجسم من امتصاصه بفعالية.

وقال ميركين: “نعلم جميعا أن العلاج الكيميائي غالبا ما يكون ساما بشكل فظيع”. “لكن الكثير من الناس لا يدركون أنه غالبًا ما يكون ضعيف الذوبان، لذلك يتعين علينا إيجاد طرق لتحويله إلى أشكال قابلة للذوبان في الماء وتقديمه بشكل فعال.”

كيف تقوم الأحماض النووية الكروية بتحويل توصيل الأدوية

للتغلب على هذا القيد، تحول الباحثون إلى SNAs – جسيمات نانوية كروية محاطة بأغلفة كثيفة من DNA أو RNA. تتعرف الخلايا بسهولة على هذه الهياكل وتسحبها إلى الداخل. في هذه الحالة، قام فريق ميركين بدمج جزيئات العلاج الكيميائي كيميائيًا في خيوط الحمض النووي نفسها، مما أدى إلى إنشاء دواء تمتصه الخلايا السرطانية بشكل طبيعي.

وأوضح ميركين: “معظم الخلايا لديها مستقبلات زبال على أسطحها”. “لكن الخلايا النقوية تفرط في التعبير عن هذه المستقبلات، لذلك يوجد عدد أكبر منها. إذا تعرفت على جزيء، فسوف تسحبه إلى داخل الخلية. وبدلاً من الاضطرار إلى شق طريقها إلى الخلايا، يتم امتصاص SNAs بشكل طبيعي بواسطة هذه المستقبلات.”

وبمجرد دخولها، تقوم الإنزيمات بتكسير غلاف الحمض النووي، وإطلاق حمولة العلاج الكيميائي مباشرة إلى الخلية السرطانية. غيرت عملية إعادة التصميم الهيكلية هذه تمامًا كيفية تفاعل 5-Fu مع خلايا سرطان الدم، مما أدى إلى زيادة فعاليته بشكل كبير.

استهداف دقيق بأقل قدر من الضرر

في نماذج الفئران، كاد العلاج الجديد أن يقضي على خلايا سرطان الدم في الدم والطحال، بينما أدى إلى إطالة فترة البقاء على قيد الحياة بشكل ملحوظ. ونظرًا لأن أنظمة SNA استهدفت خلايا سرطان الدم النخاعي الحاد (AML) بشكل انتقائي، ظلت الأنسجة السليمة دون أن تصاب بأذى.

وقال ميركين: “إن العلاج الكيميائي اليوم يقتل كل ما يواجهونه”. “لذلك، فهي تقتل الخلايا السرطانية ولكن أيضًا الكثير من الخلايا السليمة. ويبحث الطب النانوي الهيكلي لدينا بشكل تفضيلي عن الخلايا النخاعية. فبدلاً من إغراق الجسم بأكمله بالعلاج الكيميائي، فإنه يوفر جرعة أعلى وأكثر تركيزًا في المكان المطلوب بالضبط.”

الخطوات التالية نحو التجارب السريرية

ويخطط فريق البحث الآن لاختبار هذا النهج على مجموعة أكبر من النماذج الحيوانية الصغيرة قبل التقدم إلى الحيوانات الأكبر، وفي نهاية المطاف، التجارب السريرية البشرية، بمجرد توفر تمويل إضافي.

تم دعم الدراسة، التي تحمل عنوان “الأحماض النووية الكروية العلاجية الكيميائية”، من قبل المعهد الوطني للسرطان والمعهد الوطني للسكري وأمراض الجهاز الهضمي والكلى، مع مزيد من الدعم من مركز روبرت لوري الشامل للسرطان بجامعة نورث وسترن.

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily

تستمر الأبحاث في هذا المجال الواعد، مما يفتح آفاق جديدة لعلاج أكثر أمانًا وفعالية للسرطان.