الجسيمات النانوية هي مستقبل الطب

(أخبار نانويرك) عندما تسمع كلمة “طب النانو”، فقد تستدعي سيناريوهات الذهن مثل تلك الموجودة في فيلم “رحلة رائعة” عام 1966.” يصور الفيلم فريقًا طبيًا في سفينة يستخدم روبوت مجهري عبر جسم رجل لإزالة جلطة دموية في دماغه.

لم يصل الطب النانوي إلى هذا المستوى من التطور بعد. مع أنه يمكن للعلماء إنتاج مواد نانوية أصغر من عدة نانومترات – “النانو” التي تشير إلى جزء من المليار من المتر – لم تكن تقنية النانو اليوم قادرة على توليد روبوتات إلكترونية وظيفية صغيرة بما يكفي للحقن بأمان في مجرى الدم. ولكن منذ طرح مفهوم تقنية النانو أول مرة في السبعينيات من القرن الماضي، تركت بصمتها في العديد من المنتجات اليومية، بما في ذلك الإلكترونيات والأقمشة والطعام وعمليات معالجة المياه والهواء ومستحضرات التجميل والأدوية. نظرًا لهذه النجاحات في مختلف المجالات، كان العديد من الباحثين الطبيين حريصين على استخدام تقنية النانو لتشخيص الأمراض وعلاجها.

أنا عالم صيدلاني متفائل في تقدم الطب النانوي. لقد عمل مختبري على تطوير علاجات السرطان باستخدام المواد النانوية على مدار العشرين عامًا الماضية. بينما شهد الطب النانوي العديد من النجاحات، أصيب بعض الباحثين مثلي بخيبة أمل بسبب أدائه العام المحبط في العلاج النهائي لمرض السرطان.

ولترجمة النجاح في المختبر بشكل أفضل إلى علاجات في العيادة، اقترحنا طريقة جديدة لصناعة عقاقير السرطان باستخدام المواد النانوية. باستخدام هذه الاستراتيجية ، طورنا علاجًا كان قادرًا على تحقيق الشفاء التام في الفئران المصابة بسرطان الثدي المتنقل.

ما هو طب النانو؟

يشير طب النانو إلى استخدام المواد على نطاق النانو لتشخيص وعلاج المرض. يعرّف بعض الباحثين الطب النانوي بأنه يشمل كل المنتجات الطبية التي تستخدم مواد نانوية أصغر من 1000 نانومتر. يستخدم آخرون المصطلح بشكل أضيق للإشارة إلى الأدوية القابلة للحقن التي تستخدم جسيمات نانوية أصغر من 200 نانومتر. قد لا يكون الحقن آمنا عند حقن أدوية بأكبر منها في مجرى الدم.

تم استخدام العديد من المواد النانوية بنجاح في اللقاحات. الأمثلة الأكثر شهرة اليوم هي لقاحات الحمض النووي الريبي (mRNA) لجائحة كوفيد-19 المصنعتين من قبل شركتي “فايزر- بيوانتك” و “موديرنا”. تستخدم هذه اللقاحات جسيمات نانوية مصنوعة من الدهون، أو الأحماض الدهنية، التي تساعد في نقل الحمض النووي الريبي (mRNA) إلى المكان الذي يحتاج إلى الذهاب إليه في الجسم لتحفيز الاستجابة المناعية.

نجح الباحثون أيضًا في استخدام المواد النانوية في التشخيص والتصوير الطبي. تستخدم اختبارات كوفيد -19 السريعة واختبارات الحمل لدى النساء “جزيئات الذهب النانوية” لتشكيل الشريط الملون الذي يشير إلى نتيجة إيجابية. غالبًا ما يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي، أو ما يعرف اختصارا ب” MRI”، الجسيمات النانوية كعوامل تباين تساعد في جعل الصورة أكثر وضوحًا.

تمت الموافقة على العديد من الأدوية القائمة على الجسيمات النانوية لعلاج السرطان. أدوية العلاج الكيميائي مثل “دوكسيل” (دوكسوروبيسين) و “أبراكسان” (باكليتاكسيل) تستخدم المواد النانوية كآلية توصيل لتحسين فعالية العلاج وتقليل الآثار الجانبية.

السرطان وطب النانو

إن إمكانات الطب النانوي في تحسين فعالية الدواء وتقليل سميته جذابة للباحثين في مجال السرطان الذين يتعاملون مع الأدوية المضادة للسرطان التي غالبًا ما يكون لها آثار جانبية قوية. في الواقع فإن 65٪ من التجارب السريرية التي تستخدم الجسيمات النانوية تركز على السرطان.

الفكرة هي أن عقاقير الجسيمات النانوية لمرض السرطان يمكن أن تعمل مثل الصواريخ البيولوجية التي تدمر الأورام مع تقليل الأضرار التي تلحق بالأعضاء السليمة في الجسم حيث يعتقد الباحثون أن الأورام تحتوي على أوعية دموية متسربة، مما يسمح للجسيمات النانوية بالتراكم في الأورام. على العكس من ذلك، نظرًا لأن الجسيمات النانوية يمكن أن تنتشر في مجرى الدم لفترة أطول من علاجات السرطان التقليدية، فإنها يمكن أن تتراكم بشكل أقل في الأعضاء السليمة وتقلل من السمية.

مع أنّ استراتيجيات التصنيع هذه كانت ناجحة في نماذج الفئران، إلا أن معظم عقاقير سرطان الجسيمات النانوية لم تثبت فعاليتها أكثر من أدوية السرطان الأخرى. إضافةً إلى ذلك، في حين أن بعض الأدوية القائمة على الجسيمات النانوية يمكن أن تقلل من سمية أعضاء معينة، فإنها قد تزيد من السمية في أعضاء أخرى. على سبيل المثال، في حين أن “دوكسيل” القائم على الجسيمات النانوية يقلل من الضرر الذي يلحق بالقلب مقارنة بخيارات العلاج الكيميائي الأخرى، فإنه يمكن أن يزيد من خطر الإصابة بمتلازمة القدم واليد.

تحسين أدوية السرطان القائمة على الجسيمات النانوية

لاستكشاف طرق تحسين كيفية تصميم عقاقير السرطان القائمة على الجسيمات النانوية، فحصت أنا وفريقي البحثي مدى جودة خمسة عقاقير معتمدة من الجسيمات النانوية للسرطان تتراكم في الأورام وتتجنب الخلايا السليمة مقارنة بنفس أدوية السرطان التي لا تحتوي على الجسيمات النانوية. بناءً على نتائج دراستنا المعملية، اقترحنا تصميم الجسيمات النانوية لتكون أكثر تحديدًا لهدفها المقصود تجعلنا تحسينها من نماذج مخصصة للحيوانات إلى نماذج مناسبة للجنس البشري. يتضمن ذلك تكوين جسيمات نانوية تعالج أوجه القصور في دواء معين – مثل الآثار الجانبية الشائعة – وتتعرف على أنواع الخلايا التي يجب استهدافها في كل نوع من أنواع السرطان.

باستخدام هذه المعايير، قمنا بتصميم علاج مناعي قائم على الجسيمات النانوية لسرطان الثدي المتنقل. حددنا أولاً أن سرطان الثدي يحتوي على نوع من الخلايا المناعية التي تثبط الاستجابة المناعية، مما يساعد السرطان على أن يصبح مقاومًا للعلاجات التي تحفز جهاز المناعة على مهاجمة الأورام. افترضنا أنه في حين أن الأدوية يمكن أن تتغلب على هذه المقاومة، فإنها غير قادرة على التراكم بشكل كافٍ في هذه الخلايا لتحقيق النجاح. لذلك قمنا بتكوين الجسيمات النانوية المصنوعة من بروتين شائع يسمى “الألبومين” الذي يمكنه توصيل أدوية السرطان مباشرة إلى حيث توجد هذه الخلايا المثبطة للمناعة.

عندما اختبرنا العلاج القائم على الجسيمات النانوية على الفئران المعدلة وراثيًا المصابة بمرض سرطان الثدي، تمكنا من القضاء على الورم وتحقيق الشفاء التام. ظلت جميع الفئران على قيد الحياة بعد 200 يوم من الولادة. نأمل أن تترجم في النهاية من نماذج حيوانية إلى نماذج لمرضى السرطان من البشر.

المستقبل المشرق والواقعي لطب النانو

نجاح بعض الأدوية التي تستخدم الجسيمات النانوية، مثل لقاحات كوفيد -19، أثار الحماس بين الباحثين والجمهور حول إمكانية استخدامها في علاج مختلف الأمراض الأخرى، بما في ذلك الحديث عن تصنيع لقاح لمرض السرطان في المستقبل.

ومع ذلك، فإن لقاحات الأمراض المعدية يختلف عن لقاحات مرض السرطان. قد تتطلب لقاحات السرطان استراتيجيات مختلفة للتغلب على مقاومة العلاج. إن حقن اللقاح القائم على الجسيمات النانوية في مجرى الدم له أيضًا تحديات تصنيع مختلفة عن الحقن في العضل.

في حين أن مجال الطب النانوي قد حقق تقدمًا جيدًا في إخراج الأدوية أو التشخيص من المختبر إلى العيادة، إلا أنه لا يزال أمامه طريق طويل. يمكن أن يساعد التعلم من النجاحات والإخفاقات السابقة الباحثين على تطوير اختراقات تسمح للطب النانوي بالنجاح مستقبلا.

بقلم دوكسين صن، أستاذ العلوم الصيدلانية، جامعة ميتشيغان – الترجمة: موقع نادي النانو

رابط المقال اﻷصلي: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=60551.php