ננו-טיפות כנגד מחלת הסרטן

מדענים מאוניברסיטת UCLA הצליחו לייצר ננו-טיפות ייחודיות הקטנות יותר מתא אנושי אשר תוכלנה לסייע בהעברת תרופות

מדענים מאוניברסיטת UCLA הצליחו לייצר ננו-טיפות ייחודיות הקטנות יותר מתא אנושי אשר תוכלנה לסייע בהעברת תרופות. “מה שמצאנו ואשר היה מפתיע ביותר הייתה העובדה כי בתוככי כל אחת מטיפות השמן הייתה בנוסף גם טיפת מים, כך שבעצם קיבלנו תחליב (אמולסיה) כפול,” אמר Timothy Deming, פרופסור המשמש כראש המחלקה לביו-הנדסה באוניברסיטה.

האתגר הרציני,” אומר Deming, “היה לייצר את התרכובות הללו בקנה-מידה הקטן ממאה ננומטרים ולקבל את התכונות הרצויות במצב יציב. הדגמנו כי אכן ניתן לקבל את התחליבים הללו כך שהם יציבים בתחום הגדלים הללו, תוצאה שאף חוקר אחר לא הצליח לקבל עד היום. בדר”כ קשה לייצר ננו-תחליבים כפולים כאלו והם בלתי-יציבים לרוב, אולם שלנו שמרו על יציבות גבוהה.” תחליבים הינם טיפות של נוזל מסוג אחד בתוך נוזל מסוג אחר – שני הנוזלים לא מתערבבים בינם לבין עצמם.

“המחקר מעניק לנו כלי חדש, חומר חדיש היכול לשמש בהעברת תרופות ובמאבק כנגד מחלת הסרטן, בין השאר.” צוות המחקר יצר ננו-תחליבים המכילים כמיליארד ננו-טיפות כפולות. המחקר שלהם, המדווח לראשונה על קבלת טיפות הזעירות ממאה ננומטרים – התחליבים הכפולים הזעירים ביותר בעולם – מופיע בגיליון ספטמבר של כתב-העת Nature.

“אם יש לנו תרופות מסיסות-מים, נוכל להטעינן לתוככי הטיפות,” אומר החוקר. אם יש לנו תרופות שאינן מסיסות-מים, גם אותן נוכל להטעין. נוכל להעביר את שני סוגי התרופות בו-זמנית”. “במקרה הזה, אתה משלב באופן יעיל שני סוגים של תרכובות רפואיות באותו הנשא,” אומר החוקר. “גישה זו תוכל לסייע בריפוי משולב בו אתה מעוניין לספק בו-זמנית שני סוגים של תרופות ביחס קבוע לאותו המיקום המוגדר”.

ייתכן ואפשר יהיה להחדיר תרופה לתוך הטיפה ולהזריק את הטיפה עצמה לתוככי תא ביולוגי, אומרים המדענים. האם אז יוכלו טיפות אלו לשחרר את מטענם היקר בתוככי התא? “אנו עובדים על כך,” אומר החוקר אשר תכנן והכין את התרכובות. “יש דרך ברורה יחסית כיצד לבצע זאת. אומנם, נותרו עדיין אתגרים לשם העברת תרופות יעילה, אך אנו הצלחנו להדגים את שלב המפתח הראשוני – ניתן לייצר תחליבים כפולים יציבים בגדלים אלו”.

ה”מטען” יכול להיות רעלן חלבוני המסייע בהשמדת התא. לדוגמא, גישה אחת יכולה להכיל תרופה נוגדת-סרטן בטיפת השמן וחלבון רעלני בטיפת המים – שתי תרכובות שונות המשמשות בהשמדת תא סרטני בו-זמנית. בעוד שהתא מסוגל לפתח עמידות כנגד תרופה יחידה, הגישה המשולבת עשויה להיות יעילה יותר. החוקרים זהירים עם גישתם זו ומסבירים כי למרות שטמונה בה האפשרות להיאבק במחלת הסרטן, עדיין נותרו שלבים רבים בדרך, וכנראה גם שנים רבות של מחקר, לפני שניתן יהיה לטפל בחולים באמצעות גישה זו. ניסויים קליניים בשיטה זו עתידים להתחיל רק בעוד שנים אחדות.

“אומנם נצטרך לעשות כיוונונים רבים, אך לגישה זו ייתכנו יתרונות רבים,” אומר החוקר הראשי. “גודל הטיפות הזעירות הינו יתרון משמעותי. גילינו מאפיין מולקולארי ייחודי המסוגל לייצב תחליב כפול. תוצאות אלו אומנם מבטיחות, אולם זה מוקדם מידי ויש מקום רב לכישלונות בדרך. אך, עלינו, לפחות, ללמוד כיצד להכין אמצעים יעילים יותר להעברת תרופות.” בשלבים הבאים של המחקר המדענים מעוניינים לברר אם הטיפות מסוגלות לחדור לתאים בבטיחות ולשחרר שם את מטענם. ננו-טיפות אלו תוכלנה לשמש גם בתחומי הקוסמטיקה, בסבונים ובשמפו.

מעבדת המחקר מנסה לחקות מספר מאפייני-מפתח המייחדים את החלבונים הטבעיים ולהטמיעם בחומרים סינתטיים. החוקר Deming נכח בהרצאתו של Mason באוניברסיטה בה הוא הסביר כיצד הוא הצליח לצפות ננו-טיפות שמן בטיפות מים תוך שימוש בחלבונים טבעיים; שני החוקרים הסכימו לשלב את היתרונות הייחודיים הגלומים בחומרים שהם פיתחו, וכך נולד המחקר המשותף הנ”ל.

תחליבים הינם הדרך לקחת שמן, או חומרים שמנוניים שאינם מתערבבים עם מים, ולהכניסם לסביבה “אוהבת” מים, שם, בהיותם מפוזרים כטיפות, הם מתנהגים כנוזל. לתחליבים תכונות מורכבות והם קיימים במוצרים רבים ומגוונים ביניהם מוצרי-מזון, פלסטיקים, מוצרי-קוסמטיקה, שמנים וצבעים. “בתחום המתפתח של ננו-תחליבים, מחקר זה הינו צעד רציני קדימה,” אומר החוקר.

מייסון, בהיותו סטודנט לתואר ראשון באוניברסיטת פרינסטון בתחילת שנות התשעים, פיתח תחום מחקר חדש הקרוי מיקרורֵאוֹלוֹגְיָה תרמית (thermal microrheology) המשמש היום מדענים ברחבי העולם. תחום זה מאפשר לבחון את הצמיגות (viscosity) והגמישות (elasticity) של חומרים רכים, ביניהם נוזלים ותחליבים, ברמה המיקרוסקופית.

הודעת האוניברסיטה