תרופת הכימותרפיה cisplatin היא מצילת חיים עבור מבוגרים וילדים רבים המאובחנים בסרטן, אך לעיתים קרובות היא גורמת לאובדן שמיעה, תופעת לוואי שעלולה להפחית את איכות החיים בעקבות הטיפול. כדי למנוע נזקי שמיעה במהלך טיפול בסרטן, חוקר מאוניברסיטת אוקלהומה יצר מערכת חדשנית לאספקת תרופות המעבירה תרופות לאוזן הפנימית; המחקרים שלה על החידוש המבטיח מתפרסמים ב- כתב עת לשחרור מבוקר ואת כתב עת לננוביוטכנולוגיה.
כאשר מטופל מקבל ציספלטין, התרופה מוצאת את דרכה במהירות אל השבלול, האיבר בצורת חילזון באוזן הפנימית. התרופה נשמרת במשך חודשים בשבלול, שם היא פוגעת בתאי השיער הזעירים הממלאים תפקיד קריטי ביכולת המוח לפרש קול. ברגע שתאי השיער נפגעים, הם לעולם לא מתחדשים, והשמיעה מתחילה לדעוך. ההשפעה בולטת במיוחד בילדים.
המציאות הזו דרבנה את Vibhuti Agrahari, Ph.D., עוזר פרופסור בקולג' לרוקחות של אוניברסיטת אוקלהומה, ליצור שיטה של הנחת תרופות באוזן, שם הן בעצם עומדות על המשמר כשהציספלטין מתקרב.
כדי לטפל בסוג זה של אובדן שמיעה, רצינו מאוד להתמקד בתרופה מונעת – מתן התרופות לפני תחילת הכימותרפיה. רצינו ליצור גישת מתן תרופות ממוקדת שניתן לתת ישירות לאוזן הפנימית, ולא תרופה דרך הפה שחייבת לנוע בכל הגוף. מכשירי שמיעה ושתלים שבלול הם אופציות, ולפעמים הרופאים רושמים תרופות שאינן מתוויות, אבל זה לא פותר את הבעיה הגדולה יותר של מניעת אובדן השמיעה. הבעיה משמעותית במיוחד בילדים צעירים המטופלים בסרטן מכיוון שהם עוברים כל כך הרבה התפתחות לימודית וקוגניטיבית".
Vibhuti Agrahari, Ph.D., עוזר פרופסור, מכללת רוקחות של אוניברסיטת אוקלהומה
כדי ליצור את מערכת מתן התרופות, אגרהארי וצוות המחקר שלה שקלו היטב את המסלול שיעבור לאוזן הפנימית ואת המכשולים שהיא תיתקל בדרך. בתור מוביל סמים, מערכת האספקה היא כמו רכב מתוחכם עם GPS מעולה: יציב למסע אך זריז וערמומי לעבור מחסומים. והוא חייב לשאת תרופות שיכולות להתייחס ספציפית לאופן שבו ציספלטין פוגע בתהליך השמיעה.
חלק "הרכב" של המערכת מורכב מהידרוג'לים, שהם חומרים על בסיס מים שיכולים לשנות מבנה על סמך הסביבה שלהם. ההידרוג'ל מתחיל כנוזל כך שניתן לתת אותו באמצעות זריקה, אך ברגע שהוא נתקל בטמפרטורת הגוף, הוא הופך לג'ל. ההידרוג'ל גם תואם לגוף האדם כך שמערכת החיסון לא תראה בו פולש.
בתוך ההידרוג'ל נמצאים ננו-חלקיקים, חומרים זעירים שבעצם נושאים את התרופות. רוחבו של כל ננו-חלקיק כ-100 ננומטר; לפרספקטיבה, שערה אנושית רוחבה כ-100,000 ננומטר. הגודל הקטן מאפשר לננו-חלקיקים לחצות קרום שהם נתקלים בהם בדרך אל השבלול. ברגע שהם מגיעים ליעדם, סביבת השבלול מניעה את שחרור התרופות, ומכיוון שהננו-חלקיקים נמצאים בתוך ההידרוג'ל, הם נפרשים לאט, כמו תרופה בשחרור מורחב. הג'ל גם מונע מהננו-חלקיקים להחליק לתוך הצינור האוסטכיאן, המבנה דמוי הצינור ליד השבלול.
אגרארי חקר מספר תרופות במערכת הלידה. חלקם חוסמים סידן, הידוע כפוגע בתאי שיער האוזן הפנימית, ואחרים הם נוגדי חמצון, המגנים על תאי השיער ושומרים על ההומאוסטזיס העדין של האוזן הפנימית. באמצעות תוכנת דוגמנות מתמטית, Agrahari וצוותה בחרו מספר תצורות של כמויות תרופות וגדלי פורמולציה.
אגרארי בדקה את מערכת מתן התרופות במעבדתה באמצעות קווי תאים באוזן הפנימית. הגישה נבדקת כעת במודלים של בעלי חיים עם משתפי הפעולה שלה במכון האוזן Hough באוקלהומה סיטי. למרות שהמחקר נמצא בשלביו הראשונים, הוא כבר הראה תוצאות חיוביות, הן למערכת הלידה והן ליכולת של התרופות למנוע את הנזק המוביל לאובדן שמיעה. הוגשו פטנטים לתיעוד החידוש וההבטחה של החידושים של אגרארי.
"זהו תחום לימוד קטן שיש לו הרבה פוטנציאל", אמר אגרארי. "Cisplatin היא תרופה חשובה ומצילת חיים שאנו זקוקים לה לטיפול בסרטן, אך ירידה בשמיעה משפיעה על איכות החיים, כמו גם על תהליך ההתפתחות של ילדים, שעד 90% מהם מתמודדים עם אובדן שמיעה לאחר קבלת כימותרפיה מסוג זה. חשוב שנתכנן פתרון שימנע מהנזק להתרחש אי פעם".
