الطب الخفيف: إطلاق الأدوية في مكان محدد في الجسم دون تدخل جراحي

طور باحثون في كلية التكنولوجيا الحيوية والهندسة الغذائية في التخنيون تقنية لإطلاق الأدوية في المكان المحدد في الجسم باستخدام الضوء، دون أي تدخل جراحي

أدى التقدم الهائل في العلوم الطبية في المائة عام الأخيرة إلى تطوير أدوية فعالة لمختلف الأمراض بشكل عام والسرطان بشكل خاص. ومع ذلك، فإن التوزيع العشوائي للأدوية في جميع أنحاء الجسم يقلل من فعاليتها، وعلاوة على ذلك، فإنه يسبب ضررا للأنسجة السليمة. وهذا هو السبب الذي يجعل مرضى السرطان الذين يعالجون بالعلاج الكيميائي يعانون من تساقط الشعر ومشاكل معوية - وبالتالي فإن الأنسجة التي تتميز بسرعة دوران الخلايا تتضرر بسبب الدواء، الذي يتمثل نشاطه الرئيسي في منع انقسام الخلايا.

هذه هي الخلفية للجهود العالمية لتطوير طرق ذكية لنقل الدواء إلى الهدف المحدد دون ملامسته للأنسجة السليمة. الان، في مقال في مجلة ACS Applied Materials & Interfaces، يتم عرض الإنجاز الذي تم تحقيقه في هذا السياق في كلية التكنولوجيا الحيوية والهندسة الغذائية في التخنيون.

قامت طالبة الدكتوراه ألونا شيغان والأستاذ المشارك بيز مزراحي بتطوير تقنية مبتكرة تسمح بإطلاق الدواء، بعد الاستهلاك، فقط في الأنسجة المريضة المخصصة له. ويتم ذلك من خلال عبوة بوليمرية فريدة من نوعها يتم فيها احتجاز جزيئات الذهب النانومترية إلى جانب الدواء. عندما تسلط الضوء على العبوة، تسخن جزيئات الذهب وتذوبها، وبالتالي يتحرر الدواء.

وفقا لطالبة الدكتوراه ألونا شاغان، "تلعب المواد المحفزة بالصور دورا مركزيا في العديد من التطبيقات الطبية الحيوية، ولكن على الرغم من إمكاناتها الهائلة، فإن الكثير منها غير قابل للتطبيق لسببين: أ. سمية عبوة البوليمر نفسها؛ ب. الأضرار الناجمة عن الضوء عالي الطاقة (الموجات القصيرة)."

وطوّر باحثو التخنيون العبوات الفريدة بحيث تذوب نتيجة إشعاع الضوء في موجات طويلة (NIR). ونتيجة للإشعاع الضوئي، تسخن جزيئات الذهب، وتذوب عبوة البوليمر ويطلق الدواء. الميزة الرئيسية لـ NIR - ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة - هو أنه يخترق أنسجة الجسم دون الإضرار بها.

"لقد طورنا هنا مادة ذات نقاط انصهار متغيرة، مما يسمح لنا بالتحكم في الاندماج باستخدام الطول الموجي"، يوضح الأستاذ المشارك مزراحي. "الميزة هي أن عبواتنا مصنوعة من البوليمرات المعتمدة من قبل إدارة الغذاء والدواء (السلطات الصحية الأمريكية)، لذلك فإننا نقدر أن الطريق إلى التطبيق السريري سيكون قصيرًا نسبيًا."

ويقدر الباحثون أن التكنولوجيا الجديدة يمكن استخدامها أيضًا لأغراض أخرى غير نقل الأدوية، على سبيل المثال كمادة مانعة للتسرب للإصابات الخارجية والداخلية، وللتثبيت المؤقت للأنسجة أثناء الجراحة وكسقالة قابلة للتحلل الحيوي للأنسجة النامية المخصصة للزرع. . ربما حتى كمواد ذات خصائص الشفاء الذاتي للاستخدامات الطبية وغيرها. وفقا للبروفيسور مشنا مزراحي، "في المقالة الحالية ركزنا على المفهوم والمادة - كيف يمكننا إنتاج المادة بحيث تتطابق مع الخصائص الميكانيكية والفيزيائية المطلوبة. والخطوة التالية، والتي سننشرها في مقال آخر قريباً، تتضمن العبوات التي تحتوي على الدواء، حتى نتمكن من اختبار التحسن في فعالية الأدوية بعد استخدام التكنولوجيا التي طورناها.

ألونا شاغان في طريقها مباشرة للحصول على درجة الدكتوراه، بعد حصولها على درجة البكالوريوس في كلية وولفسون للهندسة الكيميائية في التخنيون. نشأت في نتانيا، وخدمت في 8200 وفي نفس الوقت الذي كانت تدرس فيه للحصول على درجة البكالوريوس كانت نشطة في رابطة طلاب التخنيون. "لقد جذبتني العلوم والهندسة منذ الطفولة، وفي السنة الأولى لي في التخنيون كان من الواضح لي أنني سأستمر في الحصول على درجات علمية متقدمة". ستسافر في الصيف إلى بوسطن لتفهم بشكل أفضل ما يحتاجه الطب اليوم في سياق المواد الجديدة من النوع الذي تعمل على تطويره هنا.

بدأ البروفيسور مشنا مزراحي، المولود في جفعتايم، مسيرته الأكاديمية بالحصول على درجة البكالوريوس في الصيدلة في الجامعة العبرية. في درجة الماجستير، في هداسا عين كارم، بدأ بتطوير تكنولوجيا لنقل الأدوية إلى الأنسجة المستهدفة دون أن تتحلل في الطريق وتضر بالأنسجة السليمة. بعد حصوله على درجة الدكتوراه في الجامعة العبرية، تابع دراسته بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، وبعد ذلك، قبل حوالي أربع سنوات، انضم إلى التخنيون كعضو هيئة تدريس في كلية التكنولوجيا الحيوية والهندسة الغذائية. يتعامل مختبر المواد الحيوية تحت قيادته مع مجموعة واسعة من الأبحاث، خاصة في سياق إنشاء مواد جديدة (التوليف) مع التحكم في خصائصها. ويقول: "يمكنك القول إنه بدلا من شراء كعكة جاهزة، نشتري الدقيق والسكر وبالتالي نتحكم في خصائص المنتج". "إلهامنا يأتي من الطبيعة، لأن الطبيعة لديها مختبر ضخم ومليارات السنين من التطور، وبالتالي تجد حلولاً فعالة للغاية لمختلف التحديات. لذلك، من الواضح أنه من المفيد لنا أن نتعلم منه أو على الأقل أن نستلهم منه، وبالتأكيد عندما نعمل على التطورات التطبيقية".

للحصول على المقال كاملا