يختص السرطان بعدد من العمليات البيولوجية الرئيسية المعروفة باسم “السمات الخاصة بالسرطان” ، والتي تعيد تشكيل البيئات المباشرة للخلايا بحيث يمكن للأورام أن تتشكل وتنمو. يتم في العديد من هذه تغييرات جينية و تغييرات بواسطة بروتينات معينة. لكن التفاصيل تختلف من نوع السرطان إلى نوع السرطان ، وحتى من مريض لآخر.
ساعدت الأدوات الحساسة لقياس البروتين أو التعبير الجيني الباحثين على فهم أنواع الخلايا المختلفة الموجودة في البيئة الدقيقة للورم وكيف يتغير هذا التكوين بعد العلاج. ومع ذلك ، لا تُظهر هذه الاختبارات البروتينات النشطة أو ذات الصلة بتطور الورم ، أو تسمح للأطباء بمراقبة تقدم المرض أو استجابته للعلاج حيث يمكن أن يكون البروتين موجودًا في الخلية السرطانية ولكن ليس مشاركًا نشطًا في تحولاتها الخلوية. و لكن فإن الإنزيمات ، التي تحفز التفاعلات الكيميائية الحيوية داخل الخلايا ، قد تعطي صورة أوضح للجينات أو البروتينات التي يجب استهدافها.
في عمل نُشر مؤخرًا في ، طور باحثون من معهد MIT لأبحاث السرطان التكاملية مجموعة من أدوات استهداف الإنزيم على المستوى التات لمراقبة تطور السرطان واستجابة العلاج في الوقت الفعلي ، وتحديد مواقع نشاط الإنزيم داخل الورم ، و بالتالي عزل مجموعات الخلايا ذات الصلة للتحليل.
أصبح لمختبر بهاتيا عدة سنوات و هو يطور اختبارات بول للكشف عن السرطان ، بما في ذلك سرطان القولون والمبيض وسرطان الرئة. تعتمد الاختبارات على الجسيمات النانوية التي تتفاعل مع بروتينات الورم التي تسمى البروتياز. البروتياز هو نوع من الإنزيمات التي تعمل كمقص جزيئي لشق البروتينات وتقسيمها إلى مكونات أصغر. يساعد البروتياز الخلايا السرطانية على الهروب من الأورام عن طريق قطع شبكة البروتينات خارج الخلية التي تحافظ على الخلايا في مكانها.
إن هذه الجسيمات النانوية مغلفة بالببتيدات (أجزاء بروتينية قصيرة) تقوم باستهدف البروتياز المرتبط بالسرطان. عندما تصل الجسيمات النانوية إلى موقع الورم ، يتم قطع الببتيدات وإطلاق المؤشرات الحيوية التي يمكن اكتشافها في البول.
في هذه الدراسة ، اختبر الباحثون ما إذا كان بإمكانهم استخدام هذه التقنية ليس فقط لاكتشاف السرطان ، ولكن لتتبع تطور السرطان واستجابته للعلاجات بدقة و مع مرور الوقت حيث أنشأ الفريق 14 جسيمًا نانويًا مصمما لاستهداف البروتياز المفرط في سرطان الرئة ذو الخلايا غير الصغيرة في الفيران . تقوم هذه الجسيمات النانوية بإطلاق الببتيدات .عندما تواجه إنزيمات غير طبيعية في بيئة الورم.
تعمل هذه الجسيمات كمستشعر نانوي قادرًا على تتبع أنماط مختلفة من نشاط البروتياز ، والتي تتغير بشكل كبير مع تطور الورم و تراجعه. وللتحقق من فاعليتها، قام الباحثون باستخدام عقار يستهدف سرطان الرئة لمراقبة تراجع الورم. و قد تمكن الباحثون من العثور على علامات تراجع الورم بسرعة ، و في غضون ثلاثة أيام فقط من إعطاء العلاج.
المصدر:
https://phys.org/news/2022-11-nanosensors-enzymes-cancer.html
الترجمة بتصرف من موقع نادي نانو
