מדענים מאוניברסיטת UCLA בקליפורניה ומאוניברסיטת קוריאה פיתחו שיטה חדשנית המאפשרת לננו-מכונות לשחרר תרופות בתוך תאי סרטן חיים לאחר הפעלתן מרחוק ע”י שדה מגנטי.
מדענים מאוניברסיטת UCLA בקליפורניה ומאוניברסיטת קוריאה פיתחו שיטה חדשנית המאפשרת לננו-מכונות לשחרר תרופות בתוך תאי סרטן חיים לאחר הפעלתן מרחוק ע”י שדה מגנטי.
לשיטה החדשה – המנצלת לראשונה אי-פעם ננו-חומרים נקבוביים המכילים ליבה מגנטית – יש יכולת לשפר הן שחרור תרופות מוכוון והן דימות של תהודה מגנטית בטיפול של סרטן ומחלות נוספות. ממצאי המחקר פורסמו בכתב-העת המדעי Journal of the American Chemical Society.
בשנים האחרונות התמקד המחקר בסרטן בפיתוח שיטות ריפוי, אשר בניגוד לכימותרפיה, תוכלנה לפעול באופן בררני רק על התאים הסרטניים תוך הימנעות מנזק גם לתאים הבריאים. עד היום, מדענים הכינו ננו-מכונות המסוגלות לאגור בתוכן פרודות תרופה ולשחרר אותן בשעת הצורך דרך נקבוביות ישירות לתוככי תאים סרטניים פרטניים בתגובה לאות חיצוני.
בעוד ששיטות רבות פותחו לשם בקרת עיתוי הפתיחה והסגירה של הנקבוביות ושחרור המטען דרכן עבור יישומים רפואיים, שיטת ייזום חיצונית ובלתי-פולשנית היא המועדפת ביותר להשגת התוצאות היעילות והבטוחות ביותר.
השיטה החדשה, שפותחה ע”י קבוצות מחקר בראשות Jeffrey Zink, פרופסור לכימיה וביוכימיה מאוניברסיטת UCLA, והחוקר Jinwoo Cheon, פרופסור לכימיה מאוניברסיטת קוריאה, משתמשת בחומר הכולל שילוב של רשת ננו-חלקיקי סיליקה נקבוביים, יחד עם ננו-גבישים מגנטיים של תחמוצת ברזל שעברה אילוח (doping) ע”י אבץ, ובנוסף להם ננו-שסתומים המסייעים בשמירת פרודות התרופה בתוככי הנקבוביות. כאשר חושפים את החומר הזה לאות שמקורו בשדה מגנטי, השסתומים נפתחים ומשחררים את פרודות התרופה מהנקבוביות לתוך תאי המטרה.
“הטיב ההידרופובי של פנים דופנות הנקבוביות, וכן היכולת לשנות את פני משטח הסיליקה באמצעות הוספת קבוצות הידרופיליות, הופכות את החלקיקים הללו לחומר מועדף לשחרור תרופות נוגדות סרטן,” אמר החוקר הראשי. “הוספת ליבה מגנטית לננו-החלקיקים מבוססי-הסיליקה הינה יכולת מעניינת בשל היישומים האפשריים שלה בדימות של תהודה מגנטית וכן בשימושה של ליבה מגנטית זו כחומר ניגודיות.”
לשם בחינת יעילות השיטה החדשה, ננו-חלקיקים הטעונים בתרופה נוגדת הסרטן דוקסורוביצין (doxorubicin) הוחדרו לתאי סרטן השד. כאשר התאים נחשפו לשדה מגנטי החל מותם של התאים.
“ננו-חלקיקי הסיליקה המכילים ליבה מגנטית יעילים בייזום ננו-השסתומים, המשחררים תרופות נוגדות-סרטן בחשיפה לשדה מגנטי,” ציין החוקר.
הפעלת השדה המגנטי גורמת לננו-הגבישים המגנטיים של תחמוצת הברזל המאולחת באבץ להתחמם. חימום מוגבר זה גורם למכונות המולקולאריות להתחיל את פעילותן, וכך התרופה בנקבוביות משתחררת החוצה לתוך התאים.
“ננו-גבישים מגנטיים חשובים ביישומים ביו-רפואיים מאחר והם יכולים לשמש הן בריפוי והן בדימות ואבחון מקדים,” אמר החוקר. “היכולת להכווין תרופות נוגדות סרטן לתאים הסרטניים בלבד מבלי לפגוע בתאים הבריאים שבסמוך להם, הינה גורם חשוב,” מציין החוקר.
השלב הבא במחקר יהיה לבחון את ההשפעות של השיטה החדשנית בגוף החי ולקבוע אם ניתן להשתמש בה לשליטה בררנית במיקום ועיתוי השחרור של התרופות. המטרה הסופית תהיה לפתח מערכת זו לשם טיפול בחולי סרטן.
