نوع متقدم من الجسيمات النانوية يمكن أن يساعد في مكافحة السرطانات التي يصعب علاجها

نوع متقدم من الجسيمات النانوية يمكن أن يساعد في مكافحة السرطانات التي يصعب علاجها

إن الجسيمات النانوية، أو الجزيئات الصغيرة التي يمكنها توصيل حمولة من الأدوية والعوامل الأخرى، تبشر بالخير في علاج السرطان. يمكن للعلماء بنائها بأشكال مختلفة من مواد مختلفة، غالبًا ما تكون على شكل هياكل مسامية تشبه البلور مصنوعة من شبكة من المعدن والمركبات العضوية، أو على شكل كبسولات تغلف محتوياتها في غلاف. عندما يتم حقن هذه الجسيمات في الورم، يمكنها تقديم علاجات تهاجم الخلايا السرطانية مباشرة أو تكمل علاجات أخرى مثل العلاج المناعي والإشعاع.

في جهد مشترك بين متخصصي السرطان والكيميائيين، قام الباحثون في جامعة شيكاغو بصياغة نوع متقدم من الجسيمات النانوية التي تحمل مركبًا مشتقًا من البكتيريا يستهدف مسارًا قويًا لإشارات الجهاز المناعي يسمى STING. تعمل الجسيمات على تعطيل بنية الأوعية الدموية للورم وتحفيز الاستجابة المناعية. يساعد هذا النهج أيضًا في التغلب على مقاومة العلاج المناعي في بعض أورام البنكرياس، كما أنه يحسن الاستجابة للعلاج الإشعاعي في الأورام الدبقية.

كان هذا تعاونًا غير عادي بين الطب والكيمياء غير العضوية لتلبية هذه الحاجة غير الملباة لعلاج الأورام التي لا يمكن علاجها بالعلاج التقليدي. لقد تمكنا من توفير منبه مناعي له نشاط مضاد للأورام ومكن العلاج الإشعاعي والمناعي من علاج هذه الأورام.

رالف فايشيلباوم، دكتوراه في الطب، وأستاذ الخدمة المتميزة دانيال ك. لودفيغ ورئيس قسم الإشعاع والأورام الخلوية في جامعة شيكاغو

تم نشر الدراسة، "جسيمات الزنك الحلقية di-AMP النانوية تستهدف الأورام وتثبطها عن طريق تنشيط STING البطانية وإعادة تنشيط البلاعم المرتبطة بالورم"، في 26 أكتوبر 2022 في Nature Nanotechnology.

الأورام الباردة والساخنة والأكثر سخونة

كما هو الحال دائمًا مع السرطان، تثبت بعض الأورام مقاومتها حتى لأحدث العلاجات. يطلق العلاج المناعي العنان لجهاز المناعة في الجسم للعثور على الخلايا السرطانية وتدميرها، ولكن يجب أن تكون الأورام "ساخنة" أو ملتهبة حتى تكون هذه العلاجات فعالة. ما يسمى بالأورام "الباردة"، وهي غير ملتهبة، يمكن أن تختبئ من الجهاز المناعي ولكنها تستمر في النمو وتشكل النقائل.

في دراستين نشرتا عام 2014، أظهر فايخسيلباوم وباحثون آخرون في جامعة شيكاغو أن الفئران التي تفتقر إلى مسار بروتيني يسمى STING لم تطور استجابة مناعية فعالة للسرطان عندما يقترن بالعلاج المناعي أو العلاج الإشعاعي بجرعة عالية. يعد STING، وهو اختصار لـ Stimulator of Interferon Genes Complex، جزءًا مهمًا من العملية التي يعتمد عليها الجهاز المناعي للكشف عن التهديدات – مثل الالتهابات أو الخلايا السرطانية – والتي تتميز بوجود الحمض النووي التالف أو في المكان الخطأ، داخل الخلية ولكن خارج النواة.

منذ ذلك الحين، أصبح STING هدفًا مغريًا للعلاجات لتسخين الأورام الباردة وجعل الأورام الساخنة بالفعل أكثر سخونة. ومع ذلك، كان هذا أمرًا صعبًا لأن الأدوية التي تحفز مسار STING عادة ما تكون صغيرة جدًا وقابلة للذوبان في الماء. عندما يتم حقنها عن طريق الوريد، فإنها تفرز بسرعة عن طريق الترشيح الكلوي ويمكن أن تسبب الجرعات العالية سمية للأنسجة الطبيعية.

وينبين لين، دكتوراه، أستاذ جيمس فرانك للكيمياء في جامعة شيكاغو، متخصص في بناء الهياكل النانوية التي يمكنها توصيل مجموعة متنوعة من المركبات إلى الأورام. تميل الجسيمات النانوية إلى الوقوع في فخ الأورام بسبب تشابك أنظمتها الوعائية واللمفاوية، مما يسمح لها بإيصال المزيد من حمولاتها إلى حيث تكون هناك حاجة إليها بالضبط. قام لين بتطوير نوع جديد من الجسيمات يسمى بوليمرات التنسيق النانوية (NCPs) التي تحتوي على نواة فوسفات الزنك غير السامة المحاطة بطبقات دهنية. تتمتع هذه NCPs بميزة إمكانية تصميمها للتحكم في إطلاقها، مما يزيد من ترسب الأدوية في الأورام.

يقول لين، الذي تدرب ككيميائي غير عضوي، إن خبرته في تطوير جزيئات ذات خصائص مختلفة تضعه في وضع فريد عند العمل على العلاجات الطبية. وقال: "إنها تقنية فريدة من نوعها ومناسبة تمامًا لتوصيل العديد من الأدوية. ونحن نعرف بالفعل كيفية تعديل السطح حتى تتمكن من الدوران في الدم ولا تبتلعها البلاعم".

تقنية متعددة الاستخدامات

في الدراسة الجديدة، قام فريقا Weichselbaum وLin بتحميل NCPs بنيوكليوتيدات تسمى cyclic dimeric adenosine monophosphate (CDA). CDA عبارة عن قطعة من الحمض النووي تنتجها البكتيريا عندما تغزو مضيفًا؛ يؤدي ظهوره المفاجئ - سواء من خلال العدوى أو من خلال جسيمات متناهية الصغر - إلى تحفيز مسار STING والاستجابة المناعية الفطرية للمضيف لمحاربة السرطان.

وقد هاجمت هذه الاستجابة المناعية المعززة الأورام بعدة طرق، مما أدى إلى تثبيط نمو الورم ومنع انتشاره في عدة أنواع من السرطان. لقد دمر الخلايا البطانية في الأوعية الدموية للأورام وزاد من ترسب CDA في الأورام. والمثير للدهشة أنه أدى أيضًا إلى تحسين قدرة الخلايا البلعمية المرتبطة بالورم والتي تسللت إلى الأورام على تقديم مستضدات تحددها للهجوم بواسطة الخلايا التائية المضادة للورم.

بالإضافة إلى ذلك، فإن هذا النهج جعل أورام البنكرياس الباردة غير الملتهبة أكثر عرضة للعلاج المناعي. كما كان فعالاً ضد الورم الدبقي من خلال عبور حاجز الدم في الدماغ بشكل فعال لعكس المقاومة للعلاج المناعي وتعزيز تأثيرات العلاج الإشعاعي.

وقال فايشيلباوم: "هذا هو الجزء الرائع من هذه التركيبات النانوية. لقد تمكنا من تغليف ناهض STING القوي للغاية ويعزز المناعة الفطرية والتكيفية".

لين، الذي أسس شركة ناشئة تسمى "Coordination Pharmaceuticals" لتطوير NCPs، متحمس لإمكانياتها في المزيد من التطبيقات السريرية.

وقال "هذا ينطوي على إمكانات هائلة لأننا لا نقتصر على مركب واحد. يمكننا صياغة نيوكليوتيدات أخرى واستخدام أدوية أخرى في نفس NCP". "إن التكنولوجيا متعددة الاستخدامات، ونحن نبحث عن طرق لتحسين التركيبات لإدخال المزيد من مرشحي NCP في التجارب السريرية. ويمكن للشركات الناشئة الصغيرة تطوير المرشحين السريريين في وقت أقل بكثير من شركات الأدوية الكبيرة."

مصدر:

جامعة شيكاغو

مرجع:

يانغ، K.، وآخرون. (2022) تستهدف الجسيمات النانوية ثنائية AMP الحلقية من الزنك الأورام وتثبطها من خلال تنشيط STING البطاني وإنعاش البلاعم المرتبط بالورم. تكنولوجيا النانو الطبيعة. doi.org/10.1038/s41565-022-01225-x.

.