دراسات وابحاث

روبوتات الطحالب الصغيرة تُحدث تغييرًا جذريًا في علاج سرطان الرئة

روبوتات الطحالب الصغيرة تُحدث تغييرًا جذريًا في علاج سرطان الرئة

مصر:إيهاب محمد زايد

تشكل الأورام التي تنتقل إلى الرئتين، أو النقائل الرئوية، تحديًا هائلًا في مجال علاج السرطان.

 

غالبًا ما يفشل العلاج الكيميائي التقليدي لأنه غير فعال. وهو لا يستهدف الرئتين بشكل مباشر ويتراكم بتركيز عالٍ بما يكفي لقتل الأورام.

 

لقد أمضينا أنا وزملائي من مختبر وانج ومجموعة تشانغ البحثية في جامعة كاليفورنيا بسان دييغو السنوات الخمس الماضية في تطوير روبوتات هجينة بيولوجية دقيقة، وهي أجسام صغيرة مصنوعة من مواد طبيعية وصناعية، يمكن استخدامها في الطب.

 

في بحثنا المنشور حديثًا، صنعنا روبوتًا صغيرًا هجينًا بيولوجيًا يعتمد على الطحالب الدقيقة الخضراء، يمكنه توصيل العلاج الكيميائي مباشرة إلى الرئة وعلاج النقائل الرئوية.

 

تسليم المخدرات الطحالب

عادةً ما تُصنع الروبوتات الدقيقة الاصطناعية من هياكل معدنية أو بوليمرية صلبة يصعب تصنيعها. فهي غير قادرة على الوصول إلى أعضاء وأنسجة معينة، ويمكن أن تكون سامة للإنسان.

 

الطحالب الدقيقة تتغلب على هذه المخاوف. على سبيل المثال، يمكن للطحالب الدقيقة أن تتحرك بشكل مستقل عن طريق استخدام ملحق يشبه الشعر يسمى السوط لدفع نفسها عبر أعضاء مثل الرئتين. فهي أقل سمية مقارنة بالكائنات الحية الدقيقة الأخرى. كما أنها أرخص وأسهل في الإنتاج.

 

يجمع روبوتنا الصغير الهجين الحيوي – المسمى Algae-NP(DOX)-robot – بين الطحالب المجهرية الحية الخضراء الشائعة الاستخدام في المستحضرات الصيدلانية، Chlamydomonas Reinhardtii، مع جسيمات نانوية مغلفة بأغشية خلايا الدم الحمراء.

 

تعمل أغشية الخلايا بمثابة “تمويه” طبيعي لتعزيز التوافق الحيوي للروبوت الصغير ومنعه من التعرض للهجوم من قبل الجهاز المناعي للمريض. يوجد داخل الجسيمات النانوية نوع شائع من أدوية العلاج الكيميائي يسمى دوكسوروبيسين.

 

لقد اختبرنا روبوتاتنا الدقيقة المعتمدة على الطحالب على الفئران المصابة بانتشارات رئوية. ومن خلال إدخال هذه الروبوتات الدقيقة المعتمدة على الطحالب عبر القصبة الهوائية، يمكننا نقل الدواء مباشرة إلى الرئتين وتقليل الآثار الجانبية على الأعضاء الأخرى.

 

بمجرد وصوله إلى الرئتين، يستطيع الروبوت الصغير المعتمد على الطحالب السباحة وتوزيع الدواء عبر أنسجة الرئة. ويمكنه أيضًا تجنب تدمير الخلايا المناعية في الرئتين، مما يسمح بإطلاق الدواء تدريجيًا من الجسيمات النانوية.

 

بالمقارنة مع الأدوية الحرة والجسيمات النانوية المحملة بالأدوية الساكنة والتي لا يمكنها التحرك من تلقاء نفسها، تراكمت روبوتاتنا الدقيقة الهجينة الحيوية بتركيزات أكبر وتم الاحتفاظ بها لفترة أطول في الرئتين.

 

من خلال تقديم العلاج الكيميائي بشكل أكثر فعالية لأنسجة الرئة المريضة، قامت روبوتاتنا الدقيقة الهجينة الحيوية بتحسين النتائج العلاجية بشكل كبير عن طريق تقليص أورام الرئة وإطالة فترة بقاء الفئران المعالجة.

 

شهدت الفئران التي عولجت باستخدام الروبوتات الدقيقة المعتمدة على الطحالب زيادة بنسبة 40% في متوسط مدة البقاء على قيد الحياة، مما أدى إلى تمديد فترة البقاء على قيد الحياة من 27 إلى 37 يومًا.

 

وفي نهاية المطاف، تقوم الخلايا المناعية بتفكيك الروبوتات الدقيقة إلى مكونات غير سامة وإزالتها بالكامل من الجسم.

 

علاجات الهندسة الحيوية

تظهر النتائج التي توصلنا إليها أن الروبوتات الدقيقة الهجينة الحيوية تمثل طريقة قوية لتوصيل الأدوية إلى الرئتين لعلاج الأمراض الرئوية.

 

لقد استخدمنا سابقًا منصة الروبوتات الدقيقة للطحالب الخضراء لعلاج الالتهاب الرئوي الحاد. نحن نركز الآن على علاج الأمراض الصعبة الأخرى المرتبطة بالرئة، مثل التليف الكيسي والتليف الرئوي مجهول السبب.

 

نحن نعمل أيضًا على بناء طريقة لتقديم روبوتاتنا الدقيقة الهجينة الحيوية بشكل أكثر فعالية وبدون تدخل جراحي. يمكن أن يؤدي دمج استراتيجيات إضافية للتحكم في الحركة، مثل التوجيه المغناطيسي أو الاصطياد بالموجات فوق الصوتية، إلى تعزيز تراكم الأدوية في مواقع مستهدفة محددة في الجسم.

 

سوف يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن تظهر روبوتاتنا الدقيقة الهجينة الحيوية في العيادة. ولكن بشكل عام، فإن الجمع بين الطحالب الدقيقة الحية والجسيمات النانوية المغلفة بغشاء الخلية لتوصيل الأدوية يمكن أن يساعد في إرساء الأساس لعلاجات السرطان بالهندسة الحيوية.

 

المصدر

زينجكسينج لي، دكتوراه مرشح في علوم وهندسة المواد، جامعة كاليفورنيا، سان دييغو

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى