قطرات النانو ضد السرطان

نجح علماء جامعة كاليفورنيا في إنتاج قطرات نانوية فريدة أصغر من خلية بشرية يمكن أن تساعد في توصيل الأدوية

نجح علماء جامعة كاليفورنيا في إنتاج قطرات نانوية فريدة أصغر من خلية بشرية يمكن أن تساعد في توصيل الأدوية. وقال تيموثي ديمينج، الأستاذ الذي يشغل منصب رئيس قسم الهندسة الحيوية: "ما وجدناه والذي كان الأكثر إثارة للدهشة هو حقيقة أنه داخل كل قطرة زيت كانت هناك أيضًا قطرة ماء، لذلك حصلنا بالفعل على مستحلب مزدوج". في الجامعة.

يقول ديمنج إن التحدي الخطير كان يتمثل في إنتاج هذه المركبات على نطاق أصغر من مائة نانومتر والحصول على الخصائص المطلوبة في حالة مستقرة. وقد أثبتنا أنه من الممكن بالفعل الحصول على هذه المستحلبات بحيث تكون مستقرة في نطاق هذه الأحجام، وهي نتيجة لم يتمكن أي باحث آخر من الحصول عليها حتى الآن. وعادةً ما يكون من الصعب إنتاج مثل هذه المستحلبات النانوية المزدوجة، وغالبًا ما تكون غير مستقرة، لكن مستحلباتنا حافظت على درجة عالية من الاستقرار." المستحلبات عبارة عن قطرات من نوع من السائل في نوع آخر من السوائل، ولا يختلط السائلان مع بعضهما البعض.

"يمنحنا البحث أداة جديدة، مادة حديثة يمكن استخدامها في توصيل الأدوية وفي مكافحة السرطان، من بين أمور أخرى." قام فريق البحث بإنشاء مستحلبات نانوية تحتوي على حوالي مليار قطرة نانوية مزدوجة. تظهر أبحاثهم، والتي ذكرت لأول مرة عن الحصول على قطيرات صغيرة يصل حجمها إلى 100 نانومتر - وهي أصغر مستحلبات مزدوجة في العالم - في عدد سبتمبر من مجلة Nature.

يقول الباحث: "إذا كان لدينا أدوية قابلة للذوبان في الماء، فيمكننا تحميلها في القطرات". إذا كان لدينا أدوية غير قابلة للذوبان في الماء، يمكننا أيضًا شحنها. سنكون قادرين على تقديم كلا النوعين من الأدوية في نفس الوقت." يقول الباحث: "في هذه الحالة، يمكنك الجمع بشكل فعال بين نوعين من المركبات الطبية في نفس الناقل". "يمكن أن يساعد هذا النهج في الشفاء المشترك حيث تكون مهتمًا بتوصيل نوعين من الأدوية في وقت واحد بنسبة ثابتة إلى نفس الموقع المحدد."

ويقول العلماء إنه قد يكون من الممكن حقن دواء في القطرة وحقن القطرة نفسها داخل الخلية البيولوجية. فهل ستتمكن هذه القطرات بعد ذلك من إطلاق حمولتها الثمينة داخل الخلية؟ يقول الباحث الذي صمم وأعد المركبات: "نحن نعمل على ذلك". "هناك طريقة واضحة نسبيا للقيام بذلك. ومن المسلم به أنه لا تزال هناك تحديات أمام النقل الفعال للأدوية، ولكننا تمكنا من توضيح الخطوة الرئيسية الأولية - من الممكن إنتاج مستحلبات مزدوجة مستقرة بهذه الأحجام.

يمكن أن تكون "الحمولة" عبارة عن مادة بروتينية سامة تساعد في تدمير الخلية. على سبيل المثال، يمكن أن يحتوي أحد الأساليب على دواء مضاد للسرطان في قطرة الزيت وبروتين سام في قطرة الماء - وهما مركبان مختلفان يستخدمان لقتل خلية سرطانية في نفس الوقت. وفي حين أن الخلية قادرة على تطوير مقاومة ضد دواء واحد، فإن النهج المشترك قد يكون أكثر فعالية. ويتوخى الباحثون الحذر تجاه هذا النهج، ويوضحون أنه على الرغم من احتوائه على إمكانية مكافحة السرطان، إلا أنه لا تزال هناك مراحل كثيرة متبقية على الطريق، وربما سنوات عديدة من البحث، قبل أن يصبح من الممكن علاج المرضى باستخدام هذا النهج. ولن تبدأ التجارب السريرية بهذه الطريقة إلا بعد سنوات قليلة.

يقول الباحث الرئيسي: "على الرغم من أنه سيتعين علينا إجراء العديد من التعديلات، إلا أن هذا النهج قد يكون له العديد من المزايا". "يعد حجم القطرات الصغيرة ميزة كبيرة. لقد اكتشفنا خاصية جزيئية فريدة قادرة على تثبيت المستحلب المزدوج. إن هذه النتائج واعدة بالفعل، ولكن الوقت ما زال مبكرًا للغاية، وهناك مجال كبير للفشل على طول الطريق. ولكن يجب علينا، على الأقل، أن نتعلم كيفية إعداد وسائل أكثر فعالية لتوصيل الأدوية". وفي المراحل التالية من البحث، يهتم العلماء بمعرفة ما إذا كانت القطرات قادرة على اختراق الخلايا بأمان وإطلاق حمولتها هناك. ويمكن استخدام هذه القطرات النانوية أيضًا في مجالات مستحضرات التجميل والصابون والشامبو.

يحاول مختبر الأبحاث تقليد عدد من الخصائص الأساسية التي تميز البروتينات الطبيعية ودمجها في المواد الاصطناعية. وكان الباحث ديمنج حاضرا في محاضرة مايسون في الجامعة حيث شرح كيف تمكن من تغليف قطرات الزيت النانوية في قطرات الماء باستخدام البروتينات الطبيعية؛ واتفق الباحثان على الجمع بين المزايا الفريدة الكامنة في المواد التي طوراها، وهكذا ولد البحث المشترك المذكور.

المستحلبات هي طريقة أخذ الزيت، أو المواد الزيتية التي لا تمتزج بالماء، ووضعها في بيئة محبة للماء، حيث تتناثر على شكل قطرات، وتتصرف كالسائل. تتمتع المستحلبات بخصائص معقدة وتتواجد في العديد من المنتجات المتنوعة بما في ذلك المنتجات الغذائية والبلاستيك ومستحضرات التجميل والزيوت والدهانات. يقول الباحث: "في مجال تطوير المستحلبات النانوية، يعد هذا البحث خطوة جادة إلى الأمام".

قام ماسون، الذي كان طالبًا جامعيًا في جامعة برينستون في أوائل التسعينيات، بتطوير مجال بحثي جديد يسمى علم الريولوجيا الدقيقة الحراري والذي يستخدمه العلماء اليوم في جميع أنحاء العالم. يتيح هذا المجال فحص لزوجة ومرونة المواد الناعمة، بما في ذلك السوائل والمستحلبات، على المستوى المجهري.

اعلان الجامعة