غواصات نانو زرقاء وبيضاء

طور باحث إسرائيلي غواصات نانوية قادرة على تحديد مواقع الخلايا الفردية في الجسم وحقنها بجزيئات تغير عمل الخلايا. قد يوفر الاختراع علاجًا لمرض كرون وأمراض المناعة الذاتية الأخرى، ويمكن استخدامه في المستقبل كعلامة فارقة في علاج أمراض مثل الإيدز ومرض هنتنغتون.

أحد أعظم أحلام العلوم الطبية هو تطوير الأدوية دون آثار جانبية. وهذا ليس بالأمر الهين: فالعلاج الكيميائي بدون آثار جانبية، على سبيل المثال، سيحسن بشكل كبير القدرة على علاج السرطان. إحدى الطرق لتجنب الآثار الجانبية للدواء هي نقل المواد المفيدة مباشرة إلى الخلايا في رغبتنا في القتل أو الشفاء. وقد وضع مؤخراً علامة فارقة في هذا المجال من قبل إسرائيلي - الدكتور دان بار وشركاؤه من كلية الطب بجامعة هارفارد - حيث نجح في تطوير غواصات صغيرة - أصغر بمئة مرة من الخلايا البشرية - قادرة على التركيز على الخلايا في الجسم وحقنها. المواد المخدرات فيها.

إن اختراع الدكتور دان بار وشركائه من كلية الطب بجامعة هارفارد، والذي نشر العام الماضي في مجلة العلوم المرموقة، قد يكون من أهم الخطوات على طريق العلاج دون آثار جانبية، وحتى علاج الأمراض والتي كانت تعتبر حتى الآن غير قابلة للشفاء، مثل مرض الإيدز ومرض هنتنغتون. وقبل بضعة أشهر، افتتح الدكتور فار مختبر طب النانو في كلية علوم الحياة ومركز علوم وتكنولوجيا النانو في جامعة تل أبيب، حيث يعمل على تطبيقات إضافية لهذا النظام في مختلف مجالات السرطان والأمراض الالتهابية و على الأنظمة الجديدة.

يعتمد اختراع الدكتور بار على الجسيمات الشحمية - وهي كريات صغيرة مكونة من أحماض دهنية ومغلفة بجزيئات تسمح لها بالتعرف على خلايا معينة واختراقها، أو حقن محتويات الجسيمات الشحمية فيها. يمكن ملء الليبوزوم بالعديد من المواد المختلفة، وفقًا لرغبة المصمم - بدءًا من السموم التي يمكن أن تقتل الخلية المستهدفة وانتهاءً بـ siRNA، وهي أجزاء من الشفرة الوراثية القادرة على تغيير عمل الخلايا في الجسم.

ورغم أن باحثين آخرين نجحوا في السابق في إنتاج الليبوزومات المستهدفة، إلا أنهم لم يتمكنوا من تجاوز نظام الدفاع الطبيعي للجسم. يستشعر الجهاز المناعي على الفور الغواصات النانوية الصغيرة التي يتم حقنها في مجرى الدم، ويعمل بشكل حاسم على القضاء عليها وتفكيكها. ومن ناحية أخرى، تكون الجسيمات الشحمية فار مغلفة بالسكريات الموجودة بشكل طبيعي في الجسم، ولا يتعرف عليها الجهاز المناعي. بالإضافة إلى ذلك، يتم تغليف الجسيمات الشحمية ببروتينات قادرة على الارتباط بالخلايا المريضة، وبالتالي يتم تحديد موضع الجزيئات بشكل انتقائي في الخلايا المريضة.

ولو كان كل الابتكار في اختراع الجسيمات الشحمية الخفية والمغلفة، لكان من الممكن أن نرفع دعوى قضائية ضدنا. لكن فار حرص على ملء الجسيمات الشحمية الفريدة الخاصة به بجزيئات تمثل مستقبل الطب، وفقًا للعديد من الأشخاص الجيدين في هذا المجال. إن جزيئات siRNA، التي هندستها وإدخالها بشكل صحيح في الخلية، يمكنها إسكات الجينات الموجودة باختيارها. قد يوفر siRNA حلاً للأمراض الناجمة عن عمل الجينات المتحورة، مثل مرض هنتنغتون والسرطان، بل إنه قادر (كما أظهرت دراسة أجريت عام 2008) على إيقاف الأمراض الفيروسية، مثل فيروس نقص المناعة البشرية، عن طريق إيقاف آليات النسخ للجين. الفيروس داخل الخلايا. المشكلة الوحيدة هي أن جزيء siRNA يتحلل بسهولة في مجرى الدم، لذا فهو يحتاج إلى حامل ليوصله إلى الخلايا الصحيحة، وهذه هي الغواصات النانوية الخاصة ببار.

"لقد طورنا جزيئات مصنوعة من مادة قابلة للتحلل بالكامل، والتي لا يتعرف عليها الجسم وغير قادر على تطوير استجابة مناعية ضدها. تشبه الجسيمات الغواصات - نوع من نظام النقل - التي تبحر، وتتجه بسرعة كبيرة نحو هدفها - وهو الإنتغرين الذي يوجد فقط في خلايا الجهاز المناعي وخاصة الخلايا التائية في الأمعاء. يشرح بار. "لقد أظهرنا أنه بمجرد التصاقهم بالهدف، فإنهم يدخلون إليه ويطلقون siRNA في الخلية. لقد أظهرنا ذلك باستخدام الحقن في الوريد، وكنا أول من أظهر أنه من الممكن التعامل بشكل انتقائي مع خلايا الجهاز المناعي وأن الجسيمات النانوية تعرف كيفية الوصول إلى هذه الخلايا فقط وليس إلى خلايا أخرى."

قام بار وشركاؤه البحثيون بحقن فئران المختبر بالغواصات النانوية، والتي تمت برمجتها للالتصاق بالخلايا الموجودة في الجهاز المناعي المعوي وحقن siRNA فيها. داخل خلايا الجهاز المناعي، تسبب الجزيء الصغير في توقف الخلايا عن الانقسام، ولم يسمح لها بإحداث رد فعل التهابي في منطقة الأمعاء. قد يكون هذا العلاج فعالًا بشكل خاص ضد مرض كرون، والذي ينجم عن فرط نشاط خلايا الجهاز المناعي في الأمعاء. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تصميم الـ siRNA بحيث لا يؤثر على الخلايا الأخرى، حتى لو وصل إليها عن طريق الخطأ. وهو في الحقيقة دواء ليس له آثار جانبية.

ما هو مستقبل الطريقة؟ بار حذر لكنه متفائل. "من الصعب معرفة ما سيحدث، لأنه لا يوجد منتج في السوق بعد. لكن اكتشاف siRNA بالكامل كان في عام 1998، أي قبل ما يزيد قليلاً عن عشر سنوات. هذا علم حديث جدًا جدًا... وآمل، مثل كل العلوم الأخرى، أن يؤدي إلى تطوير أدوية جديدة. هناك وعد هائل في هذا المجال. وفي الوقت الحالي تعمل كبرى الشركات في العالم في هذا المجال على أمراض السرطان وأمراض المناعة الذاتية والأمراض العصبية والأمراض الناجمة عن العدوى الفيروسية مثل فيروس نقص المناعة البشرية والسارس وحمى النيل وغيرها.

ووفقا لبار، فإن العلم الجديد للغواصات النانوية يكتسب زخما في جميع أنحاء العالم، وخاصة في إسرائيل. "في مجال طب النانو، أعتقد أن إسرائيل دولة قوية، وخاصة في المجال الطبي. هناك نشاط كبير جدًا في إسرائيل. تم اختراع إحدى ناقلات النانو الطبية الأولى في مجال العلاج الكيميائي - دوكسيل - في إسرائيل من قبل البروفيسور يحزقيل بيرنهولتز والبروفيسور ألبرتو جافيزون من الجامعة العبرية. وهناك العديد من الباحثين الآخرين - أيضًا في الجامعة العبرية، وفي تل أبيب أيضًا، وفي التخنيون وبن غوريون أيضًا. بشكل عام، نحن نعتبر قوة لأن الكثير من هذه الدفعة تأتي من إسرائيل".

وحتى عندما تصل الأدوية الأولى المعتمدة على siRNA إلى الأسواق، فمن المرجح أن ترتفع أسعارها بشكل كبير، لأن تكلفة إنتاج siRNA مرتفعة نسبيًا مقارنة بالأدوية التقليدية. ولكن كما هو الحال بالنسبة للتقنيات الجديدة، هناك سبب للاعتقاد بأنه مع تطوير أساليب عمل جديدة، سيتم أيضًا العثور على حلول مبتكرة لمشكلة التكلفة. هل يحمل المستقبل علاجات للإيدز والسرطان والأمراض الوراثية؟ لحلول سيرنا.

ستصل الروبوتات النانوية الأولى في العقد المقبل. ماذا سيفعلون؟