جسيمات نانوية جديدة قادرة على إيصال ثلاثة أدوية مختلفة إلى الهدف في وقت واحد

يمكن أن يساعد نقل أدوية العلاج الكيميائي على شكل جزيئات نانوية في تقليل تكرار الآثار الجانبية بفضل حقيقة أن الأدوية يتم توصيلها مباشرة إلى منطقة الورم

طور الكيميائيون جسيمات نانوية قادرة على تقديم ثلاثة أدوية مختلفة مضادة للسرطان في نفس الوقت. ويمكن هندسة هذه الجسيمات لتوصيل أعداد أكبر من الأدوية، مما يسمح للباحثين بتطوير علاجات جديدة للقضاء على الخلايا السرطانية بشكل أكثر فعالية مع تجنب الآثار الجانبية المرتبطة بالعلاجات الكيميائية القياسية.

يمكن أن يساعد نقل أدوية العلاج الكيميائي على شكل جسيمات نانوية في تقليل تكرار الآثار الجانبية بفضل حقيقة أن الأدوية يتم توصيلها مباشرة إلى منطقة الورم. وفي السنوات الأخيرة، نجح العلماء في تطوير جسيمات نانوية قادرة على تقديم واحد أو اثنين من أدوية العلاج الكيميائي، ولكن كان من الصعب للغاية تصميم جسيمات قادرة على حمل عدد أكبر من الأدوية في وقت واحد.

الآن، قام الكيميائيون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) بتطوير طريقة جديدة لبناء مثل هذه الجسيمات النانوية، حيث يكون من الأسهل إدخال ثلاثة أدوية أو أكثر فيها. وقد نشرت نتائج البحث مؤخرا في المجلة العلمية Journal of the American Chemical Society. وقال جيريميا جونسون، أستاذ الكيمياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي للورقة الجديدة: "نعتقد أن هذا هو المثال الأول لجسيمات نانوية قادرة على حمل عدد محدد من ثلاثة أدوية وإطلاقها استجابة لثلاث آليات بدء منفصلة".

ويمكن تصميم هذه الجسيمات لتوصيل عدد أكبر من الأدوية، مما يسمح للباحثين بتطوير علاجات جديدة يمكنها القضاء على الخلايا السرطانية بشكل أكثر فعالية مع تجنب الآثار الجانبية المرتبطة بالعلاجات الكيميائية القياسية. وفي جزء من المقال، أثبت الباحثون أن جزيئاتهم النانوية الجديدة قادرة على القضاء على خلايا سرطان المبيض بشكل أكثر فعالية من الجزيئات التي تحمل دواء واحدا أو اثنين فقط، وبعد هذه الخطوة بدأ الباحثون في اختبار هذه الجزيئات ضد الأورام داخل الرحم.

يتغلب النهج الجديد للباحثين على القيود الكامنة في الطريقتين الأكثر شيوعًا لتحضير الجسيمات النانوية التي تحمل الأدوية: إدخال جزيئات الدواء الصغيرة في الجسيمات (التغليف) وربطها الكيميائي بالجسيم. عند استخدام هاتين الطريقتين، تصبح التفاعلات المطلوبة لتكوين الجزيئات أكثر صعوبة مع كل نوع إضافي من الأدوية. وقد أظهر الجمع بين هاتين الطريقتين بعض النجاح، لكنه لا يزال يقتصر على دواءين فقط.

أراد الباحثون تطوير نوع جديد من الجسيمات التي يمكنها التغلب على هذه القيود، وتكون قادرة على حمل أي عدد من الأدوية المختلفة. وبدلاً من تحضير الجسيم ومن ثم ربط جزيئات الدواء به، قام الباحثون بإنشاء وحدات بناء تحتوي بالفعل على الدواء. ويمكن ربط هذه العناصر الأساسية في بنية محددة للغاية، وبالتالي يستطيع الباحثون التحكم بدقة في نسبة الأدوية المدمجة في الجسيم.

تتكون كل وحدة من وحدات البناء من ثلاثة مكونات: جزيء الدواء، ووحدة ربط يمكن ربطها بوحدات بناء أخرى، وسلسلة من البولي إيثيلين جلايكول (PEG) التي تمنع المصفوفة من الانهيار داخل الجسم. يمكن ربط المئات من وحدات البناء هذه باستخدام نهج طوره الباحثون والذي يسمى "بلمرة الفرشاة الأولى".

يقول الباحث الرئيسي: "هذه طريقة جديدة لبناء الجزيئات من الصفر". "إذا كنت أرغب في صنع جسيم يحتوي على خمسة أدوية مختلفة، فسأقوم ببساطة بأخذ خمس وحدات بناء مناسبة وربطها معًا في الجسيم. في الأساس، ليس هناك حد لعدد الأدوية المختلفة التي يمكن إضافتها، ونسبة الأدوية المحمولة داخل الجسيم تعتمد فقط على كيفية خلطها في بداية العملية.

ولأغراض هذه المقالة، قام الباحثون بإعداد جزيئات تحتوي على ثلاثة أدوية مضادة للسرطان (cis-platinum، وdoxorubicin، وcamtothecin) والتي تستخدم عادة بشكل فردي أو مجتمعة لعلاج سرطان المبيض. يحمل كل جسيم بداخله ثلاثة أدوية بنسبة محددة تتوافق بدقة مع الجرعة القصوى لكل دواء على حدة، حيث يكون لكل دواء آلية إطلاقه الخاصة: يتم إطلاق cis-platinum بمجرد دخول الجسيم إلى الخلية، حيث أن الروابط التي تربطه بالجزيء تنكسر عند تعرضه للجلوتاثيون الذي يعمل كمضاد للأكسدة والموجود داخل الخلايا؛ يتم أيضًا إطلاق الكامبتوثيسين بسرعة بمجرد الالتقاء بالإنزيمات الخلوية التي تسمى الاستريزات. أما الدواء الثالث، وهو دوكسوروبيسين، فقد تم تصميمه ليتم إطلاقه فقط عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية. بعد إطلاق الأدوية الثلاثة من الجسيم، كل ما تبقى هو مادة البولي إيثيلين جلايكول، التي تتحلل بسهولة في الجسم.

ويقول البروفيسور تود إمريك إن هذا النهج "يمثل اختراقا جديدا ومتطورا لإطلاق أدوية متعددة من خلال دمج أدوية مختلفة، من خلال آليات كيميائية مختلفة، ضمن نظام واحد". يقوم الباحثون حاليًا بفحص الجسيمات التي تحمل أربعة أدوية مختلفة بداخلها، ويخططون أيضًا لتمييز الجزيئات بالجزيئات التي ستظهر على الخلايا السرطانية بفضل التفاعل مع بروتينات محددة موجودة على سطح الخلية. ويعتقد الباحثون أيضًا أن القدرة على إنتاج كميات كبيرة من الجسيمات النانوية التي تحمل العديد من الأدوية المختلفة بشكل موثوق ستمكن من إجراء اختبار عملي لعلاجات جديدة ضد السرطان.

أخبار الدراسة

ملخص المقال