חיסון תלת ממדי הניתן לתכנות יילחם בסרטן ובמחלות ויראליות כגון איידס

מדענים הדגימו כי זריקה של ביו-חומר הניתן לתכנות ואשר מסוגל להתארגן בתוך הגוף לכדי מבנה תלת-ממדי תוכל למנוע סרטן ואפילו מחלות מידבקות, למשל, איידס 

מדענים הדגימו כי זריקה של ביו-חומר הניתן לתכנות ואשר מסוגל להתארגן בתוך הגוף לכדי מבנה תלת-ממדי תוכל למנוע סרטן ואפילו מחלות מידבקות, למשל, איידס.

אחת מהסיבות העיקריות לכך שמחלת הסרטן הינה מחלה כה קטלנית טמונה בכך שהיא מסוגלת להתחמק מפעילותה של מערכת החיסון של הגוף, עובדה המאפשרת לגידולים לשגשג ולהתפשט. רופאים יכולים לעודד ולהמריץ את מערכת החיסון, בשיטה המכונה תרפיה חיסונית (immunotherapy), כך שהיא תוכל להילחם בסרטן ולשמר תנגודת חיסונית עמידה לתאי הסרטן. כעת, מדענים מאוניברסיטת הרווארד מדגימים שיטה שבאמצעותה מזריקים ביו-חומר הניתן לתכנות ואשר מסוגל להתארגן בתוך הגוף לכדי מבנה תלת-ממדי המסוגל למנוע סרטן ואפילו מחלות מידבקות, למשל, איידס. ממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת המדעי Nature Biotechnology.

“אנו מסוגלים ליצור מבנים תלת-ממדיים המוכנסים לגוף בעזרת שיטות שחרור ברמת פולשנות מינימלית, כמו הזרקה דרך העור, המסוגלים להעשיר ולשפעל את תאי החיסון של הגוף המטופל על מנת להתכוונן ולתקוף את התאים בתוך הגוף עצמו,” אמר הכותב הראשי של המאמר David Mooney. החוקרים מסבירים כי מבנים זעירים מתכלים ביולוגית בצורת מוטות המורכבים מסיליקה, ואשר ידועים בשם מוטות סיליקה מזו-נקבוביים (mesoporous silica rods, MSRs), ניתנים להטענה בתרופות ביולוגיות וכימיות ואז להזרקה בעזרת מחט ישירות מתחת לעור. המוטות מתארגנים באופן עצמאי באתר החיסון ליצירת פיגום תלת-ממדי, בדומה לקבלת ערמת גפרורים שפוזרו על גביי שולחן. החללים שבין הנקבוביות בערמת החומר רחבים מספיק על מנת להתמלא בתאים דנדריטים, המתפקדים מעין תאי פיקוח המנטרים את מצבו של הגוף ויוזמים תגובה חיסונית כאשר מאותר בגוף גורם מזיק.

“השימוש בחלקיקי סיליקה ננומטריים מזו-נקבוביים כבר ידוע כמועיל בשליטה על תאים פרטניים, אולם זו הפעם הראשונה שמשתמשים בחלקיקים גדולים יותר, ברמה המיקרונית, ליצירת פיגום תלת-ממדי בתוף הגוף עצמו המסוגל לגייס ולרתום עשרות מיליוני תאים של מערכת החיסון,” כך אמר אחד מהחוקרים. החומרים הללו, המתקבלים במעבדה, מכילים בתוכם חרירים זעירים, המכונים בשם ננו-נקבוביות. ננו-נקבוביות אלו ניתנות למילוי והעמסה ע”י תרופות מוגדרות, למשל ציטוקינים, אוליגונוקליאוטידים, אנטיגנים, חלבונים וכל סוג אחר של תרופה, ובכך הן יוצרות מספר כביר של שילובים אפשריים לטיפול במגוון זיהומים.

“על אף העובדה כי כרגע אנו מתמקדים בפיתוח של תרופות כנגד סרטן, בעתיד נוכל לנצל כל סוג של תאים דנדריטים או תאים אחרים של המערכת החיסונית ליצירת הפיגום התלת-ממדי בעזרת שימוש בסוגים שונים של ציטוקינים המשתחררים מהמבנים הללו,” מציין אחד מהחוקרים. “ע”י כיוונון תכונות שטח הפנים וגודל הנקבוביות של מוטות הסיליקה המזו-נקבוביים נוכל לשלוט בקצב ובאופן השחרור של תרופות וחלבונים שונים ובכך לסייע למערכת החיסון הטבעית של הגוף לבצע את תפקידה כראוי.”

מרגע שהפיגום התלת-ממדי השלים את גיוס התאים מהגוף, התרופות הכלולות בתוך מוטות הסיליקה המזו-נקבוביים משתחררות מהם, ואז יוזמות את פעילות תאי הפיקוח הטבעיים של מערכת החיסון. התאים הדנדריטים המשופעלים יוצאים מהפיגום ומגיעים לבלוטות הלימפה שם הם מפעילים התראה ומעודדים את מערכת החיסון של הגוף לתקוף תאים ספציפיים, למשל תאים סרטניים. באתר ההזרקה מוטות הסיליקה המזו-נקבוביים מתפרקים ומתמוססים בגוף באופן טבעי לאחר מספר חודשים.

עד כה, החוקרים בחנו את התרכיבים התלת-ממדיים רק בעכברים, אולם כבר מצאו כי הם יעילים מאוד. הניסוי בעכברים הראה כי הפיגום התלת-ממדי שהוזרק להם הצליח לגייס ולמשוך אליו מיליוני תאים דנדריטים, לפני שאלו התפזרו לבלוטות הלימפה, שם הם הפעילו תגובה חיסונית עוצמתית.

את התרכיבים ניתן לייצר בפשטות ובמהירות כך שהם יכולים להיות זמינים במהירות במקרים של התפרצות מחלות מדבקות. “אנו צופים כי תרכיבים תלת-ממדיים יהיו בשימוש נפוץ במערכות רבות, וכי יכולתם להיות מוזרקים בקלות דרך העור תאפשר נטילה פשוטה שלהם הן ברמה הקלינית והן ברמה הלא-קלינית,” מסביר החוקר. לאור העובדה כי התרכיב פועל ע”י ייזום תגובה חיסונית, השיטה תוכל להיות שימושית גם עבור הקניית תנגודת חיסונית מונעת לגוף טרם התפרצות הזיהום.

“תרופות חיסוניות מוזרקות המבוססות על ביו-חומרים מתוכנתים המתפקדים כנשאים יעילים להעברת טיפול
מוכוון מטרה ולעידוד טיפול מניעתי תוכלנה לסייע במאבק כנגד טווח נרחב של מחלות קטלניות, בכללן איידס, אבולה ואף סרטן,” מציין החוקר הראשי.

תקציר המאמר
הידיעה על המחקר