يمكن لنظام بروتين نووي محاكي بيولوجي أن يُولِّد بروتينات علاجية لاستهداف الأورام السرطانية بشكل انتقائي، وفقًا لفريق من الباحثين من جامعة بنسلفانيا، وباستخدام بروتين سام من النباتات التي توجد في جبال الهيمالايا يسمى gelonin. قام الباحثون بحبس البروتينات في جسيمات نانوية عضوية معدنية مجمعة ذاتيًا (MOF) لحمايتها من نظام المناعة في الجسم، ولتعزيز طول عمر الدواء في مجرى الدم واستهداف الورم بشكل انتقائي، أخفاه فريق MOF في طلاء مصنوع من الخلايا من الورم نفسه.
الدم هو بيئة معادية لإيصال الدواء، حيث يهاجم جهاز المناعة في الجسم الجزيئات الغريبة أو يُخرجها من الجسم عبر الطحال أو الكبد، لكن الخلايا، بما في ذلك الخلايا السرطانية تُطلق جسيمات صغيرة تسمى الحويصلات خارج الخلية التي تتصل بالخلايا الأخرى في الجسم والتي تُرسل إشارة “لا تأكلني” إلى جهاز المناعة.
وقال سيانج تشنغ، الأستاذ المساعد في الهندسة الطبية والكهربائية في جامعة بنسلفانيا: “لقد صممنا استراتيجية للاستفادة من الحويصلات خارج الخلية المشتقة من الخلايا السرطانية”، وأضاف “أننا نقوم بإزالة 99 في المئة من محتويات هذه الحويصلات خارج الخلوية ثم نستخدم الغشاء لكي نلف جزيئاتنا المعدنية العضوية، وإنه إذا تمكنا من الحصول على الحويصلات خارج الخلوية من المريض، من خلال الخزعة أو الجراحة، فإن الجسيمات النانوية سوف تبحث عن الورم من خلال عملية تسمى الاستهداف النسبي”.
كما قال قونغ تشنغ، المؤلف الرئيسي على ورقة جديدة واصفًا لعمل الفريق وباحث ما بعد الدكتوراه سابقًا في مجموعة تشنغ في هارفارد: “أنMOF هي عبارة عن فئة من المواد البلورية المُجمَّعة بواسطة العقد المعدنية والوصلات العضوية، وإنه في التصميم لدينا، يتم تحقيق التجميع الذاتي للجزئيات النانوية MOF وتغليف البروتينات في وقت واحد من خلال نهج وعاء واحد في بيئة مائية، وتعمل مواقع التقارب المعدنية المثرية على أسطح MOF على شكل ربط زر، لذلك يمكن غلق غشاء الحويصلة خارج الخلية بسهولة على جزيئات MOF النانوية، بحيث يمكن بسهولة التواء الغشاء الحويصلي خارج الخلية على الجسيمات النانوية MOF، كما إن استراتيجيتنا للبيولوجيا الحيوية تجعل الجسيمات النانوية الاصطناعية تشبه الحويصلات خارج الخلوية، ولكنها تحتوي على الشحنة المطلوبة داخلها”.
ويدور نظام الجسيمات متناهية الصغر في مجرى الدم حتى يجد الورم ويقفل على غشاء الخلية، وتفرز الخلية السرطانية الجسيمات النانوية في عملية تسمى الالتقام، وبمجرد دخول الخلية، تؤدي الحموضة العالية لحويصلات النقل الخلوية داخل الخلايا إلى تكسير الجزيئات النانوية المعدنية العضوية وإطلاق البروتين السام إلى داخل العصارة الخلوية وقتل الخلية. وقال تشنغ: “إن هيكلنا المعدني العضوي يتمتع بقدرة تحميل عالية للغاية، لذلك لا نحتاج إلى استخدام الكثير من الجزيئات وهذا يحافظ على انخفاض السُمّية العامة”.
ودرس الباحثون فعالية النظام النانوي وسُمّيته في نموذج حيواني صغير ونشروا النتائج التي توصلوا إليها في مقال الغلاف في مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية. ويعتقد الباحثون أن نظامهم النانوي يوفِّر أداة للتسليم المستهدف للبروتينات الأخرى التي تتطلب إخفاء الجهاز المناعي، وتقدمت بنسلفانيا بطلب للحصول على حماية براءة الاختراع للتكنولوجيا.
كتابة: ميار محسن
مراجعة: أحمد علاء
تصميم: عمر حسن
تحرير: نها عمّار
