يعد نظام إطلاق دواء مضاد للسرطان، يعتمد على مادة مبتكرة تعرف باسم الإسفنجة النانوية، أكثر فعالية بثلاث إلى خمس مرات في الحد من تطور الورم السرطاني من الحقن المباشر
وقالت الباحثة إيفا هارث، أستاذة الكيمياء في جامعة فاندربيلت، التي طورت النقل المبتكر: "إن الأنظمة الفعالة للنقل المستهدف للأدوية كانت هدفًا مرغوبًا لفترة طويلة، لكن تطورها تأخر بسبب الكيمياء المعقدة التي تنطوي عليها". نظام. "لقد تمكنا من تحقيق تقدم جدي في التغلب على هذه المطبات."
لفهم النظام الجديد، تخيل إعداد مسحات صغيرة بحجم الفيروس، وملئها بالدواء المطلوب وربط مركبات كيميائية فريدة به تتفاعل بشكل تفضيلي مع المجموعات الكيميائية الموجودة فقط على سطح الخلايا السرطانية، ثم حقنها في المريض. تتدفق الإسفنجات الصغيرة عبر مجرى الدم حتى تصطدم بسطح الخلية السرطانية، وعند هذه النقطة تقوم "بتثبيتها" (أو اختراقها) وتبدأ في إطلاق شحنتها النشطة بطريقة مضبوطة ومحسوبة.
تتمتع أنظمة التوصيل المستهدفة من هذا النوع بعدد من المزايا: بما أن الدواء يتم إطلاقه في الخلايا السرطانية ولا ينتشر في أجهزة الجسم المختلفة، فإن فعاليته، مقارنة بالجرعة، يجب أن تكون أعلى. كما ينبغي أن ينتج عنه آثار جانبية ضارة أقل نظرًا لأن كميات صغيرة من الدواء تصل إلى الأنسجة السليمة، إن وجدت.
يوضح الباحث: "نحن نطلق على المادة اسم الإسفنج النانوي، لكنها في الواقع أشبه بشبكة أو سقالة ثلاثية الأبعاد". الهيكل العظمي للمادة عبارة عن سلاسل طويلة من بوليمر البوليستر. يتم خلط البوليمر في المحلول مع جزيئات صغيرة تسمى الروابط المتقاطعة التي تعمل مثل خطافات توصيل صغيرة لتوصيل أجزاء مختلفة من البوليمر معًا. والنتيجة النهائية هي الحصول على جزيئات كروية مملوءة بالتجاويف، يمكن تخزين جزيئات الدواء بداخلها. البوليستر قابل للتحلل الحيوي بحيث يتحلل تدريجياً داخل الجسم. وفي عملية هذا التفكك، يطلق الدواء الذي يحمله بجرعات محددة مسبقًا.
ويشير الباحث إلى أن "الإطلاق المقاس يعد أحد أهم مزايا هذا النظام مقارنة بأنظمة النقل النانوية الأخرى قيد التطوير حاليًا". وعندما يصلون إلى وجهتهم، تقوم العديد من الأنظمة الأخرى بتفريغ معظم أدويتهم بطريقة سريعة وغير منضبطة. يُعرف هذا السلوك باسم "تأثير الانفجار" ويجعل من الصعب تحديد الجرعات الدقيقة للدواء.
ميزة أخرى مهمة هي أن جزيئات الإسفنج النانوية قابلة للذوبان في الماء. إن تغليف الدواء المضاد للسرطان في إسفنجة نانوية يسمح باستخدام أدوية مسعورة ("طاردة للماء") غير قابلة للذوبان في الماء. واليوم، يجب خلط هذه الأدوية مع مادة كيميائية إضافية تسمى المادة المساعدة، والتي قد تقلل من فعالية الدواء وتسبب آثارًا جانبية ضارة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن التحكم في حجم جزيئات الإسفنج النانوي - عن طريق تغيير النسبة بين جزيئات البوليمر والجسيمات المتصلة، يمكن زيادة أو تقليل حجم الجزيئات. هذه الحقيقة مهمة لأن الأبحاث أظهرت أن أنظمة توصيل الدواء تعمل على النحو الأمثل عندما يكون حجمها أقل من مائة نانومتر - تقريبًا عمق الأخاديد الموجودة على سطح القرص المضغوط. يبلغ حجم الجسيمات المستخدمة في الدراسة الحالية خمسين نانومترًا. ويشير الباحث إلى أن "الاعتماد بين حجم الجسيم وكفاءة نشاطه هو محور البحث النشط".
الميزة المهمة الأخرى للنظام المبتكر تكمن في الكيمياء البسيطة اللازمة لإعداده. وطوّر الباحثون طرق تركيب بسيطة وعالية الكفاءة لتحضير هذه الجسيمات النانوية ولربط الروابط المكونة من الببتيدات. يقول الباحث: "تتطلب العديد من أنظمة توصيل الأدوية الأخرى استخدام كيمياء معقدة تجعل من الصعب نقل الإنتاج إلى نطاق صناعي وتجاري".
