باحثون أستراليون يطورون روبوتات لعلاج السرطان

سيدني - يعمل باحثون في جامعة سيدني نانو إنستيتيوت على تطوير روبوتات متناهية الصغر يمكن استخدامها في توصيل أدوية موجهة لعلاج السرطان، وفقا لما أعلنته الجامعة الخميس.

ويستخدم الدكتور مينه تري لوو والدكتورة شيللي ويكهام طريقة تسمى “دي.أن.أي أوريجامي”، التي تستخدم قدرة الطي الطبيعية للحمض النووي لإنشاء هياكل بيولوجية جديدة ومفيدة، كما أفادت الجامعة في بيان صحفي. وتم نشر البحث الخميس في مجلة ساينس روبوتيكس.

وركز العلماء على إنشاء وحدات “دي.أن.أي أوريجامي” معيارية تعرف باسم “فوكسيلز” يمكن إعادة تكوينها إلى هياكل ثلاثية الأبعاد معقدة.

ويمكن برمجة هذه الهياكل النانوية وتكييفها لتأدية وظائف محددة.

ولأول مرة يجري بنجاح استخدام الروبوتات من حجم النانوميتر لتوصيل الأدوية إلى أماكن محددة في الجسم لعلاج الأورام السرطانية.

وشرح الخبراء أنه تم نقل عقاقير تخثر الدم، التي تستخدم عادة لمعالجة النزف الطفيف بدلا من أن تكون علاجا للسرطان، بواسطة الروبوتات في حجم النانوميتر، المصنوعة من صفائح الحمض النووي المطوية بطريقة “أوريجامي”، لإغلاق إمدادات الدم إلى الأورام في جميع أنحاء الجسم.

ومن المعروف أنه عندما تعاني الأورام من عدم تدفق الدم إليها، تبدأ في التقلص، كما أن قدرة السرطان على الانتشار والنمو في مواقع جديدة تتناقص، مما يؤدي إلى مضاعفة متوسط العمر المتوقع، أو إزالة الأورام بالكامل، في حالة بعض سرطانات الفئران.

وقال الخبراء إن هذا الأسلوب، الذي يمثل خطوة كبيرة نحو تطبيق عملية توصيل الأدوية عن طريق الروبوتات في حجم النانو في مجال الطب، يمكن أيضا أن يمهد الطريق لتقديم أدوية العلاج الكيمياوي السامة، ولكن بآثار جانبية مخفضة، بالإضافة إلى مجموعة كبيرة من الاستخدامات الأخرى.

وقال البروفيسور هاو يان، مدير مركز معهد التصميم الحيوي والجزيئي، التابع لجامعة أريزونا، إنه “تم تطوير أول نظام آلي للحمض النووي ذاتي التحكم بالكامل لتصميم برنامج دوائي دقيق للغاية للعلاج المستهدف للسرطان.”

وأشار البروفيسور إلى أن “هذه التقنية هي إستراتيجية يمكن استخدامها في العديد من أنواع السرطان، حيث إن جميع الأوعية الدموية، التي تغذي الورم السرطاني، هي في الأساس نفسها في كل حالة.”

وتم استخدام شظايا الحمض النووي لإنتاج النانوروبوتات متناهية الصغر، وهي ليست أدوات معدنية، كما أنها مطوية بدقة لتناسب الغرض منها.

ويتم تجميع أجزاء من الحمض النووي في صفائح يمكن ضغطها لتغليف حمولة الدواء، مما يمنعها من التفاعل مع الخلايا السليمة، وتمنع تحلل العقاقير قصيرة العمر.

وتنطلق النانوروبوتات للقيام بمهمتها وفقا لصيغة كيميائية تجعلها لا تتفاعل إلا على السطح الخارجي للخلايا السرطانية، حيث يتم فك شفرة النانوروبوت فيقوم بإفراغ حمولته من الدواء.

وفي هذه التجربة البحثية، التي تم نشر نتائجها في دورية “نيتشر بيولوجي”، تم طي صفائح الحمض النووي في شكل أنبوب لإحاطة دواء “ثرومبن” الخاص بتخثر الدم، الذي يستخدم لعلاج النزيف بعد العمليات الجراحية، لكنه يتحلل بسرعة لاستهداف الأورام.

بدورهم كان باحثون من جامعة تورنتو قد نجحوا بتطوير روبوتات متناهية الصغر لدراسة الخلية البشرية، ما قد يمكن من التوصل إلى أمل جديد وتقنية جديدة لعلاج الأمراض السرطانية أو حتى الوصول إلى معلومات أفضل بخصوص مقاومة المرض للعلاج الكيميائي.

وابتكر فريق من الباحثين بجامعة تورنتو في كندا مجموعة من الملاقيط المغناطيسية متناهية الصغر التي يمكنها زرع روبوت صغير داخل الخلية البشرية بدقة بالغة. ويأخذ هذا الروبوت شكل حبة ضئيلة الحجم، ويمكن استخدامه لدراسة خواص الخلايا السرطانية، مما قد يفتح الباب على مصراعيه أمام تطوير سبل تشخيص وعلاج المرض.

وعكف الباحث سو سون وفريقه من كلية الهندسة في جامعة تورنتو على بناء الروبوتات متناهية الصغر منذ قرابة عشرين عاما، ويستطيع الروبوت الجديد إجراء قياسات مختلفة للخلية، ما يعود بفوائد علمية في مجالات مثل التلقيح الصناعي والطب الشخصي وغير ذلك.

ونقل الموقع الإلكتروني “تيك إكسبلور” المتخصص في الأبحاث العلمية عن سو سون قوله “حتى وقتنا هذا، كان الروبوت يستكشف البناء الخارجي للخلية، وهو يحاول أن يسبر أغوار العناصر الداخلية للخلايا.” ونجح فريق الدراسة في ابتكار منظومة روبوتية تستطيع فحص الهياكل الخلوية تحت عدسات الميكروسكوب الإلكتروني، وهو ما يتطلب تجميد الخلايا وتجفيفها وتقطيعها إلى أجزاء صغيرة.

وتستخدم فرق بحثية أخرى تقنيات مثل الليزر والموجات الصوتية في دراسة الخلايا. ويوضح الباحث شيان وانغ الذي يشارك في الدراسة أن التقنية المستخدمة تتضمن استخدام ستة أقطاب مغناطيسية يتم وضعها في أماكن مختلفة حول شريحة الميكروسكوب.

ويبلغ قطر الحبة الروبوتية 700 نانومتر، وهو ما يقل بمقدار مئة ضعف عن قطر الشعرة البشرية، وهو ما يسمح بزرعها داخل الخلية السرطانية. وبعد أن يتم زرع الحبة داخل الخلية، يقوم وانغ بتحريكها بواسطة معادلة خوارزمية للتحكم في التيار الكهربائي الصادر عن الأقطاب المغناطيسية المحيطة بالميكروسكوب، حيث يقوم بتشكيل المجال المغناطيسي وفق أشكال ثلاثية الأبعاد من أجل تحريك الحبة في الاتجاه الذي يرغب فيه داخل الخلية.

ويؤكد الباحث سون أن هذه التقنية يمكن الاستفادة منها بشكل أفضل في المستقبل، وأوضح “تخيل لو كان من الممكن استخدام سرب كامل من الحبيبات الروبوتية للقضاء على ورم سرطاني عن طريق سد الأوعية الدموية التي تغذيه، أو تدميره بشكل مباشر عن طريق البتر الميكانيكي”، مضيفا أن هذه التقنية سوف تسمح بعلاج الأورام السرطانية المقاومة لسبل العلاج الكيميائي والإشعاعي.