توصيل الأدوية لهدفها باستخدام التوجيه المغناطيسي والإطلاق المحفَّز بالضوء

تمكّن باحثون من تحريك حويصلات مجهرية تحمل الأدوية مغناطيسيا نحو أهدافها، مما يسهم في تطوير الطب الدقيق لعلاج أمراض مثل السرطان. وتُقدم أنظمة توصيل الأدوية المستهدفة والطب الدقيق نهجا واعدا لتعزيز فعالية الأدوية مع تقليل آثارها الجانبية من خلال إطلاقها في المكان المستهدف فقط والتحكم في ذلك زمنيا.

وأجرى الدراسة فريق بحثي من عدة جامعات بقيادة أستاذ العلوم والهندسة الميكانيكية في كلية غرينجر للهندسة بجامعة إلينوي أوربانا شامبين في الولايات المتحدة جي فنغ، ونشرت نتائجها في مجلة “نانوسكيل” الصادرة عن الجمعية الملكية للكيمياء في مايو/أيار الماضي، وكتب عنها موقع يوريك أليرت.

ويستند هذا العمل إلى نتائج سابقة تُظهر إمكانية هندسة الحويصلات الدهنية لإطلاق الأدوية عند تسليط ضوء الليزر عليها. يقول فنغ: “تكمن جاذبية الحويصلات الدهنية لتوصيل الأدوية في أن بنيتها تشبه الخلية، لذا يمكن جعلها تتفاعل فقط مع أنواع معينة من الخلايا، وهي ميزة كبيرة لعلاج السرطان”.

وأشار فنغ إلى أنه يمكن إعادة توظيف التقنيات الطبية الحالية -مثل التصوير بالرنين المغناطيسي- لتوجيه توصيل الأدوية باستخدام مجالاتها المغناطيسية، خاصة وأن هذه المجالات مصممة لاختراق جسم الإنسان، ويمكن تحقيق ذلك عن طريق تغليف جسيم فائق المغناطيسية داخل حويصلة تحمل الدواء، ليتفاعل مع المجال المغناطيسي المتحكم فيه خارجيا.

توجيه الحويصلات

كانت الخطوة الأولى في إنشاء حويصلات دهنية قابلة للتوجيه مغناطيسيا هي تطوير طريقة موثوقة لتغليف الجسيمات المغناطيسية في الحويصلات. والجسيمات المغناطيسية هي جزيئات ذات حجم صغير تنتشر في سائل، ويمكن تنشيطها عن بعد عند تطبيق مجالات مغناطيسية خارجية دقيقة.

واستخدم طالب الدراسات العليا في هندسة إلينوي غرينجر في مختبر فنغ والمؤلف المشارك بالدراسة فينيت مالك، طريقة “المستحلب المقلوب”، حيث تضاف جسيمات مغناطيسية إلى محلول من الدهون المذابة، مما يؤدي إلى تكوين قطرات دهنية حول الجسيمات، وأظهر الباحثون بعد ذلك أن المجالات المغناطيسية يمكنها توجيه الحويصلات الدهنية.

وطوّر مالك قاعدة قابلة للطباعة ثلاثية الأبعاد لتثبيت المغناطيسات بإحكام على مجهر ووضع الحويصلات في محلول بين المغناطيسات.

ولاحظ الباحثون عبر مراقبة الحركة الناتجة كيف تختلف السرعة مع نسبة حجم الجسيم المغناطيسي إلى حجم الحويصلة، وكان من الضروري أيضا فهم كيفية دفع الجسيم المغناطيسي للحويصلة من الداخل لفهم سلوك الجهاز بأكمله.

وتعاون باحثو إلينوي مع باحثين في جامعة سانتا كلارا لدراسة الديناميكيات الداخلية للحويصلة حاسوبيا للتنبؤ بسرعة الحركة، ولاحظوا كيف يسحب الجسيم المغناطيسي الحويصلة بأكملها عند تحركها عبر مجال مغناطيسي.

يقول مالك: “نعمل على الخطوة التالية: استخدام دواء حقيقي وإجراء دراسة مخبرية في نظام يحاكي خصائص البيئات البيولوجية”.