הסעה ממוקדת
בפקולטה למדע והנדסה של חומרים פיתחו טכנולוגיה חדשנית לטיפול בתאים האופייניים לסרטן ממאיר בילדים
פרופ’ אלחנדרו סוסניק
חוקרים בפקולטה למדע והנדסה של חומרים פיתחו פלטפורמה חדשנית להסעת תרופות בתוך הגוף (Drug delivery). החוקרים, פרופ’ אלחנדרו סוסניק והמסטרנט ולדי קושנירוב מלניצר, אימתו את המיקרו-מבנה של הפלטפורמה האמורה ב- Themis – מיקרוסקופ האלקטרונים (TEM) המתקדם שהותקן בטכניון.
הסעת תרופות בגוף היא אתגר רפואי שתפס תאוצה בשנים האחרונות בעקבות שילובה של ננוטכנולוגיה בתחום זה. הרעיון הבסיסי הוא לכידה (אנקפסולציה) של התרופה המיועדת בתוך חלקיקים ננומטריים הנושאים אותה לרקמה הפגועה ושם פורקים אותה ללא ירידת ריכוז קריטית ובלי לגרום נזק לרקמות בריאות.
בדרך למימוש הקונספט האמור נדרשת הקהילייה המדעית להתמודד עם שורה של אתגרים מורכבים ובהם היצירה (סינתזה) של חלקיקים ננומטריים חדשים שיתאימו לתרופה. לדברי פרופ’ סוסניק, “החלקיקים האלה נדרשים להפגין כמה יכולות הכרחיות ובהן עמידות כימית, יציבות בסביבה ביולוגית וביוקומפטביליות, כלומר התכלות בגוף לאחר פריקת התרופה. בנוסף, כל תרופה דורשת מהחלקיקים תכונות מעט אחרות, ולכן נדרשת כאן גמישות בייצור החלקיקים.”
ייחודם של החלקיקים הננומטריים החדשים שפותחו במעבדתו של פרופ’ סוסניק טמון בשילוב של מרכיבים קרמיים ופולימריים. “למעשה, אלה חלקיקים ננומטריים של תחמוצת טיטניום (TiO2) המשולבים עם פולימר, והם מציגים שילוב של תכונות כגון יציבות פיזיקלית גבוהה ויכולת אנקפסולציה של תרופות הידרופוביות (דוחות מים). בנוסף, השגנו שליטה מדויקת בגודלם של חלקיקים אלה בטווח גדלים רחב מאוד – מ-26 ועד 230 ננומטר – הרלוונטי להצטברות מגוון רחב של רקמות ואיברים בגוף.”
המסטרנט ולדי קושנירוב מלניצר
החוקרים מצאו כי חלקיקים אלה רגישים לאולטרסאונד – עובדה המקנה להם משמעות רבה בחיסול תאי סרטן. “למעשה, מספיק עירור קצר של החלקיקים באמצעות אולטרסאונד טיפולי, הגורם ליצירת מולקולות בעלות יכולת חמצון גבוהה ביותר (reactive oxygen species) שהורגות כל תא שנמצא בסביבתן. במחקר הוכחה יעילות החלקיקים בטיפול בתאים האופייניים לסרטן ממאיר בילדים.”
היעד הקליני של החוקרים הוא שימוש בטכנולוגיה החדשנית לטיפול של מגוון רחב של גידולים סרטניים על ידי הכוונה ראשונית של החלקיקים לסרטן והקרנה באולטרסאונד ממוקד. בדרך זאת ניתן להקטין את תופעות הלוואי של הכימותרפיה הרגילה.
בנוסף יישמו החוקרים את החלקיקים הננומטריים בלכידת התרופה ההידרופובית ניטזוקסניד (nitazoxanide), המשמשת בטיפול בפרזיטים ובזיהומים ויראליים בעיקר בילדים. לכידתן של מולקולות התרופה בחלקיקים המלאכותיים, כך התברר, הקנתה להן עמידות רבה לחום ולסביבה נוזלית. לדברי פרופ’ סוסניק, “זו הפעם הראשונה שתחמוצות טיטניום משמשות בהצלחה ללכידה של תרופות בשלבי הסינתזה. כבר רשמנו בארצות הברית בקשת פטנט על הטכנולוגיה הזאת, ואנחנו מקווים שהצלחת הניסויים שלנו יובילו לניסויים פרה-קליניים שיאמתו את יעילותה הטיפולית.”
המחקר נערך בתמיכתם של נציבות איחוד האירופי (תוכנית המסגרת השביעית) ומכון ראסל ברי למחקר בננוטכנולוגיה בטכניון (RBNI). החוקרים מודים לד”ר ירון קאופמן, ראש המרכז למיקרוסקופיית אלקטרונים חודרת בפקולטה, על הסיוע באפיון החלקיקים במיקרוסקופ Themis.
למאמר המלא בAdvanced Functional Materials לחצו כאן
המחשת טיפול ממוקד בגידול ממאיר באמצעות ננו-חלקיקים קרמיים-פולימריים. החלקיקים מצטברים בגידול באופן סלקטיבי לאחר הזרקה, ומוקרנים בצורה ממוקדת בתדרים על קוליים (גלי אולטראסאונד).