סרטן נותר אחד הגורמים המובילים למוות ברחבי העולם, ולמרות ההתקדמות באבחון וטיפול, הוא ממשיך להטיל נטל בריאותי משמעותי ברחבי העולם. החוקרים החלו כעת לבחון שיטות חדשניות שונות, כמו ננו -חומרים מהונדסים (ENM) שיכולים לאפשר מסירת תרופות ממוקדת לתאים סרטניים. בעודו מבטיח, ההתנהגות in vivo של אנמים מגיבים ל- pH, אשר מתקשרים ברציפות עם נוזלי גוף לאחר הניתנים, נותרה מובנת בצורה לא טובה.
כדי להתמודד עם פער מחקרי זה, צוות חוקרים בהובלת פרופ 'יוטה נישינה ממכון המחקר למדע הבינתחומי, אוניברסיטת אוקאמה, יפן, בשיתוף עם עוזר פרופסור יג'ואן Zou מאותו מוסד ופרופסור אלברטו ביאונו מה- CNRs, אוניברסיטת סטרסבורג, Frant, כיוונו את תכונות ה- Ph-repons שלהם, מ- CNRs, אוניברסיטת Strasbourg, France, מכוון לתכונות Ph-reponso מ- Ph-repons, in vivo. הממצאים שלהם פורסמו באופן מקוון בכתב העת קָטָן ב- 01 ביוני 2025.
גרפן תחמוצת-ננו-חומר מבוסס פחמן שהתקבל מגרפיט-זכה לאחרונה לפופולריות בננו-טכנולוגיה בגלל תכונותיו המבניות ויכולתו להצטבר בגידולים באמצעות השפעת החדירות והשמירה המשופרת. עם זאת, היא עומדת בפני יישומים מוגבלים מכיוון שמערכת החיסון מסלקת אותה במהירות מהמחזור, וכתוצאה מכך ספיגה לא יעילה על ידי תאים סרטניים.
כדי להתגבר על מחסום זה, החוקרים עיצבו חומר גרפן "הפוך" על ידי חיבור פולימר היפר-סנון הנקרא פוליגליצרול עשיר באמינו (HPGNH₂) ליריעות תחמוצת גרפן ואז הוספת חלק אדימתיל-מלידי (DMMA) כדי להפוך את השטח לתגובה.
"כאשר החומר נמצא בחומציות הנייטרלית של זרם הדם, פני השטח שלו נשארים טעונים לרעה, תוך הימנעות מגילוי על ידי מערכת החיסון,"מסביר פרופ 'נישינה."אך כאשר היא נכנסת לסביבה מעט חומצית של גידול, פני השטח שלו נעשים טעונים באופן חיובי, ועוזרים לו להתקשר וליכנס לתאים סרטניים."
הצוות ניתח שלוש גרסאות של חומר גרפן זה תחמוצת-פוליגליצרול DMMA (GOPG-DMMA) על ידי שינוי צפיפות קבוצות האמינו ב- HPGNH₂. קבוצות אלה כללו GOPGNH115, GOPGNH60 ו- GOPGNH30. ההבדל בקבוצות אמין שינה את המטען החיובי שהתקבל ובכך השפיע על ההתקשרות של חומר GOPG-DMMA.
על פי התוצאות, גרסת GOPGNH60-DMMA עבדה בצורה הטובה ביותר, והשיגה את האיזון הנכון של הבטיחות בזרם הדם ומטען חיובי אופטימלי בסביבת הגידול החומצי. איזון זה איפשר לחומר להגיע ולהיכנס לתאי הגידול בצורה יעילה יותר תוך הימנעות מקשירה לתאים בריאים ולחלבוני דם. יתר על כן, זה הוביל להצטברות גבוהה יותר של ננו -חומרים באתרי גידול עם פחות תופעות לוואי, שאושרו באמצעות דגמי עכברים.
"צפינו שעל ידי התאמת הכימיה של פני השטח, נוכל לשלוט כיצד ננו -חומרים מתנהגים בתוך הגוף"אומר ד"ר זו."ההצלחה של שליטה מדויקת זו עשויה לפתוח דרכים חדשות עבור 'תרנוסטים 'שמשלבים הן אבחון סרטן והן את הטיפול"
המחקר מסמן אבן דרך במסירת תרופות ממוקדת ויכול לעזור לכוונן את ננו-חומרים בעלי תגובה pH כזו לדיוק רב יותר. תובנות מהמחקר עשויות לעזור גם למקד לתרופות בתוך תאים-במיוחד בתאים חומציים כמו ליזוזומים או טיפולים האנדוזומים המייצרים אנדוזומים מדויקים יותר והפחתת הפגיעה ברקמות בריאות.
המחקר הוא חלק משיתוף פעולה בינלאומי הולך וגובר. בשנת 2025 השיקו אוניברסיטת אוקאמה ו- CNRS את תוכנית המחקר הבינלאומית IRP C3M, שמטרתה ליצור ננו -חומרים חכמים יותר לבריאות. בעתיד החוקרים ימשיכו לדחוף את גבולות הננו -חומרים לטיפולים טובים יותר.
"כעת יש לנו הנחיה קונקרטית לשיפור הביצועים של ננו-רפואיות מגיבות ל- pH"אמר פרופ 'נישינה."עם תגלית זו, אנו צעד אחד קרוב יותר לעתיד הרפואה המותאמת אישית"
