سيسمح المستشعر الذكي للجراحين بتحديد وإزالة جميع الخلايا السرطانية السرطانية

يحدد المستشعر حافة الورم بدقة شديدة، مع السماح فقط بحد أدنى من الضرر للأنسجة السليمة * نُشرت الدراسة مؤخرًا في المجلة العلمية  العلاج الحراري

قامت مجموعة بحثية متعددة التخصصات بقيادة البروفيسور رونيت ساتشي باينيرو، رئيس قسم علم وظائف الأعضاء وعلم الأدوية في كلية الطب ساكلر في جامعة تل أبيب، بتطوير مستشعر نانومتر ذكي يعمل كمفتاح يقوم بتشغيل ضوء الفلورسنت في الجسم. وجود الخلايا السرطانية. يقوم المستشعر بتحديد الورم وحوافه بمستوى عالٍ من الدقة بشكل خاص، مما يسمح للجراحين بإزالة الورم بالكامل - مع الحد الأدنى من الضرر للأنسجة السليمة المحيطة به، ودون ترك خلايا خبيثة في الجسم، والتي قد تنمو وتنمو من جديد. / أو إرسال نقائل مميتة إلى أعضاء أخرى. المعنى: زيادة كبيرة في نسبة البقاء على قيد الحياة وفرص شفاء من أجريت له العملية.

قاد البحث راشيل بلاو وجانا إبستاين ويفغيني بيساريفسكي، طلاب الدكتوراه من مختبر البروفيسور ساتشي باينيرو. نُشرت الدراسة في مايو 2018 في المجلة العلمية Theranostics.

يوضح البروفيسور ساتشي باينيرو: "في الدراسة الجديدة، اعتمدنا على الدراسات السابقة، التي اكتشفنا فيها خاصية فريدة لمجموعة متنوعة من الأورام السرطانية: زيادة التعبير عن إنزيمات تسمى الكاثيبين. وظيفة هذه الإنزيمات، والتي توجد بكميات أقل بكثير حتى في الخلايا السليمة، هي تحديد وقطع تسلسل معين من الأحماض الأمينية (الوحدات الأساسية للبروتينات). لقد استفدنا من هذه الميزة لبناء جهاز استشعار ذكي يمكنه التعرف على الخلايا السرطانية وتصنيفها."

كيف يعمل هذا؟ أنتج الباحثون جسيمات نانوية بوليمرية، تتكون من نفس تسلسل الأحماض الأمينية التي تم تصميم الكاثيبين لقطعها. تم ربط هذه الجسيمات بعلامات الفلورسنت المصنوعة من جزيئات صبغة السيانين (Cy). يقول البروفيسور ساتشي باينيرو: "عندما يتم ربط جزيئات السيانين معًا بواسطة جسيم البوليمر، فإن موجات الضوء المنبعثة منها تلغي بعضها البعض، وتبقى داكنة". "ولكن بمجرد وصول الجسيمات النانوية إلى الخلية السرطانية، يتم قطع البوليمر المتصل بواسطة الكاثيبين، وتبتعد جزيئات السيانين عن بعضها البعض، وتتألق بضوء متوهج. في المقابل، في الأنسجة السليمة المحيطة، لا يتم قطع البوليمر، وتبقى المنطقة مظلمة. إن الحدود بين المنطقة المضيئة (الورم) والمنطقة المظلمة (الخلايا السليمة) واضحة جدًا للعين." من الناحية المهنية، هذا يعني أن المستشعر الذكي يتمتع بحساسية عالية - فهو يكتشف جميع الخلايا السرطانية، وكذلك انتقائية عالية - فهو لا يضع علامة على الخلايا السليمة. وبهذه الطريقة، يُبلغ الجراح بموقع الخلايا السرطانية في الوقت الفعلي، أي أثناء الجراحة نفسها - أقل من عتبة الكشف عن طرق التصوير المتاحة اليوم.

تم إجراء البحث الرائد بالتعاون مع البروفيسور تسفي رام، رئيس قسم جراحة الأعصاب في مستشفى إيخيلوف، ونائبته الدكتورة راشيل غروسمان. وفي المرحلة الأولى، ثبت أن الإنزيم الذي ينشط المستشعرات موجود بشكل واضح في الأنسجة التي تم استئصالها من المرضى في غرفة العمليات ونقلها إلى المختبر. وفي وقت لاحق، استخدم الباحثون نماذج فئران لعلاج سرطان الثدي وسرطان الجلد الميلانيني، اللذين يميلان إلى الانتشار إلى الدماغ والرئتين. وتم تقسيم الفئران إلى مجموعتين رئيسيتين: تم إجراء عملية جراحية على بعضها لإزالة الورم تحت الضوء الأبيض العادي، دون وسائل مساعدة إضافية، بينما تم حقن المجموعة الأخرى بالمستشعر الجديد قبل العملية.

كانت النتائج واعدة للغاية: في الفئران التي تم إجراء العملية عليها بدون جهاز استشعار، تم تشخيص النقائل أو تكرار الأورام نفسها خلال فترة زمنية قصيرة، وكان متوسط ​​العمر المتوقع لها قصيرًا - نجا 40٪ فقط من الفئران في هذه المجموعة من 120 حالة. أيام بعد العملية. في المقابل، عندما أجريت الجراحة بمساعدة المستشعر الجديد، كان بقاء الفئران على قيد الحياة مضاعفًا: بقي 80٪ منهم بصحة جيدة بعد 120 يومًا. بمعنى آخر: 60% من الفئران التي خضعت للجراحة "العادية" ماتت في النهاية بسبب المرض، مقارنة بـ 20% فقط من تلك التي خضعت للجراحة باستخدام المستشعر الذكي.

بالإضافة إلى ذلك، تمت مقارنة المستشعر الجديد أيضًا بمستشعرين يخضعان حاليًا للتجارب السريرية في غرف العمليات. وقد وجد أن مستويات حساسيته وانتقائيته أعلى، بل إنه يضيء بشكل أسرع بكثير. على المستوى العلاجي، هذا يعني أن المريض لا يحتاج إلى دخول المستشفى في اليوم السابق، ومن الممكن حقن المستشعر قبل حوالي 4 ساعات فقط من العملية.

ويختتم البروفيسور ساتشي باينيرو قائلا: "لقد سجلنا عددا من براءات الاختراع للتطوير، والآن نتفاوض مع عدد من شركات الأدوية، بهدف التقدم إلى مرحلة التجارب السريرية، وبعد ذلك إلى الإنتاج التجاري". كميات. ونحن نعتقد أن جهاز الاستشعار الذكي الخاص بنا يمكن أن يؤدي إلى تحسن حقيقي في نتائج العمليات الجراحية لإزالة الأورام السرطانية، وزيادة فرص المرضى في النجاة من المرض بشكل كبير.

كما شارك في هذه الدراسة البروفيسور دورون شبات من كلية الكيمياء في جامعة تل أبيب والبروفيسور غاليا بلوم من كلية الطب في الجامعة العبرية.

تم تمويل هذا البحث من قبل الاتحاد الأوروبي (ERC)، والمؤسسة الوطنية للعلوم، ووزارة العلوم وجمعية السرطان.

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

لقد تم حل اللغز: لماذا تعيش نسبة صغيرة من مرضى سرطان البنكرياس لفترة أطول بكثير من غيرهم؟

طور باحثون من جامعة تل أبيب حاملة دوائية نانومترية تجمع بين عقارين لعلاج الأورام السرطانية

تجويع السرطان