قتل الخلايا السرطانية بالحرارة وعلاج السرطان باستخدام تقنية النانو

قام الباحثون في جامعة ولاية أوريغون بتحسين التقنيات التي تستخدم الجسيمات النانوية المغناطيسية لقتل الخلايا السرطانية بالحرارة.

تولد الجسيمات النانوية المغناطيسية المحسّنة – وهي جسيمات تقترب من جزء من المليار من المتر – التي أنشأها هؤلاء الباحثون حرارة في الخلايا السرطانية عند تنشيطها باستخدام مجال مغناطيسي بديل. يعد هذا النوع من علاج السرطان طريقة واعدة ومتطورة لعلاج السرطان تُعرف باسم ارتفاع الحرارة المغناطيسي. ويستند إلى ملاحظة أنه عند تسخينها إلى درجات حرارة تتراوح من 42 إلى 46 درجة مئوية ، تخضع الخلايا لموت الخلايا المبرمج أو موت الخلايا المبرمج. في السنوات الأخيرة ، كانت هناك تجارب سريرية أولية ناجحة باستخدام ارتفاع الحرارة المغناطيسي لعلاج مرضى الورم الأرومي الدبقي وسرطان البروستاتا. على الرغم من هذه النجاحات ، هناك العديد من الحواجز التي يجب التغلب عليها قبل استخدام ارتفاع الحرارة المغناطيسي كعلاج رئيسي للسرطان. أحد العوائق الأساسية هو الاستهداف الفعال للجسيمات النانوية المغناطيسية للخلايا السرطانية. حاليًا ، يتم توصيل هذه الجسيمات النانوية إلى أورام موضعية ويمكن الوصول إليها نسبيًا عن طريق الحقن المباشر للجسيمات النانوية في الورم. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة غير مفيدة في استهداف الأورام العميقة داخل الجسم.

اسعاف
إن الإعطاء عن طريق الوريد (IV) هو طريقة قابلة للتطبيق لتوصيل هذه الجسيمات النانوية إلى الأورام التي يتعذر الوصول إليها وسيئة التحديد بما في ذلك الأورام الأولية والنمو النقيلي الصغير. يتمثل التحدي الذي تواجهه طريقة التوصيل الوريدي في المستويات المنخفضة نسبيًا لتراكم الجسيمات النانوية في الخلايا السرطانية. بالإضافة إلى ذلك ، لا تسخن الجسيمات النانوية لأكسيد الحديد (IONP) بشكل كافٍ لقتل خلايا الورم بشكل فعال. للتغلب على هذه التحديات ، قام باحثون في جامعة ولاية أوريغون بقيادة الدكتور أوليه تاراتولا بتعديل تكوين وشكل جزيئات أكسيد الحديد النانوية ، مما أدى إلى تحسين كفاءة التدفئة. أظهر الكوبالت والمنغنيز ذو الشكل السداسي والجسيمات النانوية لأكسيد الحديد (CoMn-IONP) ، عند التنشيط باستخدام مجال مغناطيسي متناوب ، أنه يقتل الخلايا السرطانية بشكل فعال في زراعة الخلايا وكذلك نماذج الفئران. تم نشر هذه النتائج في ACS Nano.

تقلل الجسيمات النانوية من حجم الورم في الفئران

أظهرت التجارب باستخدام الخلايا السرطانية المزروعة في طبق بتري أن CoMn-IONP المعدل زاد درجة الحرارة الخلوية بمقدار 17 درجة مئوية ، مما رفع درجة الحرارة إلى 46 درجة مئوية ، في غضون ثماني دقائق. في المقابل ، زادت الجسيمات النانوية لأكسيد الحديد غير المعدلة من درجة الحرارة بمقدار 3 درجات مئوية. بعد ذلك ، قام الباحثون بحقن الجسيمات النانوية في الفئران التي كان لديها أورام مبيض مطعمة تحت جلدها. تراكمت الجسيمات النانوية بشكل أساسي في الخلايا السرطانية خلال خمس ساعات من الحقن. تم تنشيط هذه الجسيمات النانوية باستخدام مجال مغناطيسي متناوب لمدة 30 دقيقة وتكرر هذا مرة واحدة في الأسبوع لمدة أربعة أسابيع. بعد حوالي خمسة وثلاثين يومًا من العلاج ، كان حجم الورم في الفئران التي عولجت بـ CoMn-IONP أصغر بخمس مرات من الفئران التي عولجت بـ IONP غير المعدل.

لا تدمر الجسيمات النانوية الخلايا السليمة

كما أشار الباحثون إلى أن الجسيمات النانوية كانت قادرة على قتل الخلايا السرطانية فقط عند تفعيلها ، ومجرد وجودها ليس سامًا للفئران. لم تؤثر الجسيمات النانوية سلبًا على الخلايا الطبيعية غير السرطانية. كما تبين أن الجسيمات النانوية لا تؤثر على المعلومات الجينية في الخلايا ، وبالتالي تقلل من الخوف من إدخال طفرات غير مرغوب فيها في الخلايا.

تبشر النتائج الواعدة في هذه الدراسة بالخير لاستخدام ارتفاع الحرارة المغناطيسي في علاج أنواع مختلفة من الأورام ، بما في ذلك الأورام التي يتعذر الوصول إليها عن طريق الجراحة أو النمو النقيلي. كما لاحظت الدكتورة أولينا تاراتولا ، أحد المؤلفين الرئيسيين للدراسة في البيان الصحفي ، ‘تعتبر منصتنا النانوية الجديدة علامة فارقة في علاج الأورام التي يصعب الوصول إليها مع ارتفاع الحرارة المغناطيسي. هذا دليل على المفهوم ، ويمكن تحسين العناقيد النانوية لزيادة كفاءة التسخين ‘.

ومع ذلك ، هناك العديد من العوامل التي لا تزال بحاجة إلى المعالجة من أجل تحسين سلامة طريقة العلاج ارتفاع الحرارة المغناطيسي. على سبيل المثال ، عند تنشيط الجسيمات النانوية يمكن أن يحدث تسخين للخلايا السليمة المجاورة لخلايا الورم. حاليًا ، لا يوجد إجماع على قوة المجال المغناطيسي المتناوب النشط الذي يمكن تحمله بأمان. يجب إجراء مزيد من الدراسات السريرية لتطوير معايير العلاج وكذلك تحسين الأنظمة التي توفر المجال المغناطيسي المتناوب لمنطقة الورم فقط وتقليل التسخين في الأنسجة الطبيعية. كما أوضحت الدكتورة أولينا تاراتولا ، ‘لتطوير هذه التكنولوجيا ، تحتاج الدراسات المستقبلية إلى استخدام نماذج حيوانية مثلي – نماذج حيث تتم دراسة الأورام العميقة في الموقع الذي قد تحدث فيه بالفعل في الجسم.’ وأضافت: ‘بالإضافة إلى ذلك ، لتقليل تسخين الأنسجة السليمة ، يجب تحسين أنظمة دهون الحليب اللامائية الحالية أو تطوير أنظمة جديدة.’

تعليقات

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

اصعب واسهل تخصصات الهندسة

كيفية التعرف على العلامات المبكرة لمرض الذئبة

فوائد الطماطم للقلب والبشرة والوقاية من السرطان

أربع فوائد صحية للعناق أو الحضن