חלקיקים ננו-חלקיקים בהשראת מוצקים מספקים כימותרפיה ממוקדת לגידולים

כבר במאה הרביעית לפני הספירה, אריסטו התפעל מהיכולת של השממית הזריזה "לרוץ ולמטה בעץ בכל דרך שהיא, אפילו עם הראש כלפי מטה."

אצבעות הרגליים האוחזות שלה, מסוגלות להדביק אפילו את המשטח הנעיל ביותר עם כוח יוצא דופן, עוררו השראה לכל דבר, החל מדבק סופר ועד חליפות טיפוס "סופרמן" ועד ספוגים לספוג רעלים סביבתיים.

כעת מדעני Cu Boulder לקחו רמז מהזוחל כדי לפתח חומר המסוגל לדבוק בגידולים בתוך הגוף, תוך שאבת תרופות כימותרפיות במשך ימים.

הטכנולוגיה, שפותחה עם רופאים בקמפוס הרפואי של אוניברסיטת קולורדו אנשוץ, מתוארת בכתב העת חומרים מתקדמיםו

"הטבע נמצא בזה מיליוני שנים ומציע רמזים לפיתוח ביו -חומרים טובים יותר", אמר הסופר הבכיר וויאט שילדס, תומאס פ. אוסטין עוזר פרופסור להנדסה כימית וביולוגית ב- Cu Boulder.

המחבר הראשון ג'ין ג'יון לי, חוקר פוסט-דוקטורט במעבדת שילדס, אמר כי תוצאות מוקדמות מראות הבטחה רבה.

"אנו רואים כי טכנולוגיה זו בהשראת השממית עשויה בסופו של דבר להפחית את תדירות הטיפולים הקליניים, ובכך עשויה לאפשר לחולים לקבל טיפולים פחות אך ארוכים יותר", אמר לי.

כוחה של אצבעות אצבעות דביקות

הסוד של השממית למשטחים עולים ללא מאמץ חלקים כמו זכוכית טמון במיליוני סיבים מיקרוסקופיים, דמויי שיער, המכונה Setae, שקו את אצבעות הרגליים שלהם.

עם כל שלב, מבנים אלה – ואלפי קצוות מפוצלים דקים ואפילו יותר הנקראים מרית – משטחים על פני שטח פנים רחב, התואמים לפינות ונשנות.

כאשר מולקולות על המרית והמשטחים מתקיימים אינטראקציה- תופעה המכונה ואן דר וואלס כוח- רגליהם נדבקות חזק. עם זאת, רק תנועה קלה יכולה לשבור את הקשר, ולאפשר להם להתקרב.

מדענים ניסו במשך עשרות שנים לשכפל את תכנון הבוהן השממית, לשימוש בדבקים חזקים יותר, מוצרי טיפול רפואי ואישי ועוד. אבל השערות הזעירות הללו הוכחו מסובכות ויקרות לייצור וכמעט בלתי אפשרי לייצר בקנה מידה.

שילדס ולי ביקשו להמציא חומר שלא היה רק דביק, אלא גם יכלו להתעכב בבטחה בגוף, והעבירו מנה מתמשכת של רפואה, לפני שהתפרקו.

הם פיתחו דרך להפוך את הפולימר המתכלה שאושר על ידי FDA שאושרו על ידי FDA, חומצה פולי לקטית-גליקולית (PLGA), לחלקיקים קטנים המציגים ננו-מבנים מסועפים דמויי שיער הדומים לאלה על רגלי השממית.

ואז הם החדירו את "החלקיקים הדנדריטים הרכים" הללו עם תרופות כימותרפיות וחיברו אותם לתאי סרטן בכלי פטרי וגידולים שלפוחית השתן בעכברים.

הם גילו שהחלקיקים נצמדו בחוזקה לסרטן במשך ימים, אפילו בסביבה חלקלקת כמו פני שלפוחית השתן. בעלי החיים סבלו אותם היטב והעלו תגובה חיסונית חיובית.

פיתחנו פלטפורמה מעשית וגמישה לטיפול בסרטן מקומי שניתן לקנה מידה ולתרגם בקלות. "

ג'ין ג'יון לי, מחבר ראשון

האתגר עם סרטן שלפוחית השתן

המחברים מדגישים כי יש צורך במחקר נוסף, ויכול להיות שעברו שנים עד שהטכנולוגיה מוכנה לניסויים קליניים אצל אנשים.

בסופו של דבר, הם אומרים, זה יכול להיות מחליף משחק לטיפול בגידולים מקומיים, עם נזק מינימלי לרקמת המרפאה הסובבת.

הצוות התחיל בסרטן שלפוחית השתן מכיוון שהוא יכול להיות מאתגר באופן ייחודי לטיפול.

"סרטן שלפוחית השתן שכיח, כאשר מרבית החולים המציגים מחלה מקומית", אמר המחבר המשותף תומאס פלייג, MD, אונקולוג ופרופסור לרפואה ב- Cu Anschutz המתמחה בסרטן שלפוחית השתן. "יש צורך אמיתי בטיפולים חדשים ויעילים כדי למנוע התקדמות לשלבים מתקדמים יותר של מחלות עבור חולים אלה."

לטיפול בגידולי שלפוחית השתן המקומיים, בדרך כלל רופאים מכניסים קטטר לשלפוחית השתן ומרחצים את האיבר בתרופות כימותרפיות. מכיוון שאנשים משתינים כשש פעמים ביום, התרופות שוטפות במהירות, ומחייבות טיפולים חוזרים תכופים שיכולים להיות כואבים.

תופעות לוואי שכיחות, מכיוון שגם התרופות פוגעות ברקמה הבריאה. לעתים קרובות הסרטן חוזר.

החוקרים רואים יום בו ניתן היה ליישם ישירות על ג'ל המכיל את החלקיקים שלהם בהשראת השממית ישירות על הגידול, ומספק ריכוז מתמשך וגבוה של תרופות להרוג סרטן באופן סלקטיבי יותר לגידול עד שהוא מתפרק ומופרש.

הטכנולוגיה יכולה לעבוד גם עבור סרטן אחר, כמו גידולים דרך הפה, הראש או הצוואר.

צוות המהנדסים הביו -רפואיים והחומרים, האונקולוגים הרפואיים והביולוגים לסרטן מתכננים להמשיך בשיתוף פעולה חוצה קמפוס שלהם – ולחפש השראה לטבע.