الأحماض النووية الكروية تحسن بشكل كبير توصيل العلاج الكيميائي

توصيل العلاجات المدفوع بتقنية النانو في السرطان

لقد تقدمت معرفتنا بالسرطان بشكل كبير خلال العقود القليلة الماضية، مما أدى إلى اكتشاف جزيئات مختلفة قادرة على قتل خلايا السرطان. المشكلة، مع ذلك، هي أن خلايا السرطان لا تزال جزءًا من الجسم، حتى وإن كانت تتصرف بشكل غير طبيعي وستقتل في النهاية باقي الخلايا.

هذا يعني أن الأدوية التي تقتل خلايا السرطان يمكن أن تكون سامة جدًا لبقية خلايا الجسم أيضًا. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تعيق الشذوذات الأيضية والوراثية لخلايا السرطان امتصاصها للمواد الكيميائية المفيدة ضدها.

لهذين السببين، قد تكون عملية توصيل أدوية السرطان إلى خلايا السرطان مهمة بقدر، إن لم تكن أكثر أهمية، من كفاءة الدواء نفسه. بهذه الطريقة، لا يتم تقليل الآثار الجانبية السلبية فحسب، بل يصبح العلاج فعالًا بما يكفي لإنقاذ المريض.

التوجيه الدقيق مهم أيضًا لتقليل خطر عودة السرطان، حيث إن الكفاءة العالية تعني فرصة أقل لبقاء خلايا سرطانية متبقية “تختبئ” من العلاج.

إحدى طرق التوصيل الواعدة بشكل خاص تستخدم الأحماض النووية الكروية (SNAs)، وهو نوع جديد من الجزيئات النانوية التي يتحملها الجسم جيدًا. أظهر الباحثون في جامعة نورثويسترن مؤخرًا أن الـ SNAs يمكنها تعزيز كفاءة دواء اللوكيميا بشكل جذري.

نشروا نتائجهم في مجلة ACS Nano¹ تحت العنوان “Chemotherapeutic Spherical Nucleic Acids”.

تحديات توصيل أدوية السرطان

يرتبط جزء كبير من الزيادة في معدل البقاء على قيد الحياة من السرطان خلال العقدين الماضيين بأنظمة توصيل أفضل لعلاجات السرطان. على سبيل المثال، أصبحت الأجسام المضادة، وخاصة الأجسام المضادة وحيدة النسيلة، واحدة من أفضل الخيارات العلاجية للعديد من أنواع السرطان.

خيار آخر هو استخدام نظام توجيه دوائي سلبي، حيث تستهدف الجزيئات الحيوية أو الجسيمات النانوية خلايا السرطان بشكل محدد.

المصدر: MDPI

في حين كانت الأجسام المضادة تحت الأضواء في علم الأورام خلال السنوات الماضية، فإن البديل المتصاعد هو تقنية النانو، مع جسيمات نانوية مصممة خصيصًا قادرة على الارتباط مباشرة بخلايا السرطان وتوصيل العلاج الكيميائي عبر غشاء الخلية.

المصدر: MDPI

الأحماض النووية الكروية (SNAs)

استخدم الباحثون في هذه الدراسة تركيبات الأحماض النووية الكروية الليپوسومية (SNA). تم بناءها من نواة جزيئية نانوية، محاطة بغلاف مكوّن من ترتيب مكتظ وموجه عاليًا من الأحماض النووية.

المصدر: Nature

SNAs were first created in 1996 by Chad Mirkin at Northwestern University, who is also the lead researcher of this study.

تم إنشاء الـ SNAs لأول مرة في عام 1996 بواسطة تشاد ميركين في جامعة نورثويسترن، وهو أيضًا الباحث الرئيسي في هذه الدراسة.

يمكن إنشاء العديد من الـ SNAs المختلفة عن طريق تغيير طبيعة نواة الجسيم النانوي (ذهب، فضة، سيليكا، ليپوسوم، بروتينات، إلخ) وتسلسلات الأحماض النووية (DNA، RNA، إلخ).

المصدر: Cancers

الطب النانوي الهيكلي: عصر جديد في توصيل الأدوية

في دراسات سابقة، تم اكتشاف أن الخلايا تتعرف على الـ SNAs وتستقبلها داخلها. والأهم من ذلك، أن خلايا السرطان، بسبب نشاطها المفرط، تدمج الـ SNAs بمعدل أعلى بكثير من الخلايا السليمة.

لذا فإن طبيعة خلايا السرطان تجعلها أكثر تفاعلاً مع الـ SNAs.

“معظم الخلايا لديها مستقبلات قادرة على التقاط الجزيئات على أسطحها. لكن الخلايا النخاعية تعبر عن هذه المستقبلات بشكل مفرط، لذا يوجد المزيد منها.

إذا تعرفت على جزيء، فإنها ستسحبه إلى داخل الخلية. بدلاً من الحاجة إلى إجبارها على الدخول إلى الخلايا، يتم امتصاص الـ SNAs طبيعيًا عبر هذه المستقبلات.”

Chad A. Mirkin – Northwestern University

هذا جزء من المجال المتنامي للطب النانوي الهيكلي، الذي يستخدم تحكمًا هيكليًا دقيقًا، بالإضافة إلى التحكم التركيبي، لضبط كيفية تفاعل الأدوية النانوية مع جسم الإنسان.

هناك 7 علاجات تعتمد على الـ SNA تجري حاليًا في التجارب السريرية، ليس فقط للسرطان، بل أيضًا للأمراض المعدية، والأمراض التنكسية العصبية، والأمراض المناعية الذاتية.

نتائج ما قبل السريرية في اللوكيميا النخاعية الحادة (AML)

بناء SNAs للعلاج الكيميائي

اختبر الباحثون الـ SNA الليپوسومي لعلاج اللوكيميا. استخدموا 5-فوروريووراسيل (5-Fu)، مع مكون الحمض النووي في الـ SNA مكوّن من 10 وحدات من 5-فورورو-2′-ديوكسي يوريدين متصلة كيميائيًا.

المصدر: ACS Publications

غالبًا ما يفشل العلاج الكيميائي التقليدي 5-Fu في الوصول إلى خلايا السرطان بفعالية. كما يمكن أن يسبب العديد من الآثار الجانبية المزعجة للعلاج الكيميائي: الغثيان، التعب، وفي حالات نادرة، حتى فشل القلب.

المشكلة ليست فقط سمية الدواء نفسه، بل أن ما لا يتجاوز 1٪ من العلاج يذوب في الجسم. لذا يتكتل أو يبقى في شكل صلب، ولا يستطيع الجسم امتصاصه بفعالية.

نحن جميعًا نعلم أن العلاج الكيميائي غالبًا ما يكون سامًا بشكل فظيع. لكن الكثير من الناس لا يدركون أنه غالبًا ما يكون غير قابل للذوبان جيدًا، لذا علينا إيجاد طرق لتحويله إلى أشكال قابلة للذوبان في الماء وتوصيله بفعالية.

Chad A. Mirkin – Northwestern University

يعني الإفراط في التعبير عن مستقبلات الـ SNA من قبل الخلايا النخاعية (التي تسبب اللوكيميا) أن حتى جرعة أقل من 5-Fu ستصل إلى خلايا السرطان، بينما تصل جرعة أقل بكثير إلى الخلايا السليمة.

ميزة إضافية هي أن الـ SNA الليپوسومي قابل للذوبان بشكل كبير، مما يزيل تلك المشكلة أيضًا.

“العقاقير الكيميائية الحالية تقتل كل ما تصادفه. لذا، تقتل خلايا السرطان، ولكن أيضًا الكثير من الخلايا السليمة. يهدف طبنا النانوي الهيكلي إلى الخلايا النخاعية بشكل تفضيلي.

بدلاً من إغراق الجسم بأكمله بالعلاج الكيميائي، يقدم جرعة أعلى وأكثر تركيزًا تمامًا حيث الحاجة.”

Chad A. Mirkin – Northwestern University

تحسينات الفعالية مع توصيل الـ SNA

إن توصيل الـ SNA للـ 5-Fu داخل الخلايا أعلى بمقدار 12.5 مرة مقارنةً بدون الـ SNA. والأهم من ذلك، في دراسة مختبرية، تحقق زيادة بأربع درجات من القوة (أكثر من 1,000 مرة).

في الفئران المستخدمة لمحاكاة اللوكيميا البشرية، كان للـ SNA الكيميائي فعالية مضادة للورم أعلى بـ 59 مرة مقارنةً بالـ 5-Fu وحده. وربما الأهم من ذلك، لم تُظهر الفئران أيًا من الآثار الجانبية للـ 5-Fu عند علاجها بالـ SNAs.

“في نماذج حيوانية، أثبتنا أننا قادرون على إيقاف الأورام في مسارها.

إذا تُرجمت هذه النتائج إلى المرضى البشريين، فستكون خطوة مثيرة حقًا. سيعني ذلك علاجًا كيميائيًا أكثر فعالية، معدلات استجابة أفضل، وأقل آثار جانبية.”

Swipe to scroll →

التطبيقات السريرية والتجارية المستقبلية للـ SNAs

تُصبح الـ SNAs بسرعة آلية توصيل واعدة جدًا لأدوية العلاج الكيميائي.

الخطوة التالية ستكون على الأرجح فحص أدوية أخرى على نفس نموذج الحيوان، لمعرفة ما إذا كان يمكن تحسين النتائج أكثر. على سبيل المثال، يمكن جعل دواء كيميائي آخر معروف بمشاكله السمية ولكنه فعال جدًا في قتل الخلايا مقبولًا أو شبه غير ضار باستخدام الـ SNAs، مع زيادة قدرته على قتل خلايا السرطان.

على المدى الطويل، سيتعين إجراء دراسات بشرية لتقييم إمكانات هذه التقنية في المرضى الحقيقيين. غالبًا ما تكون هذه العملية مكلفة، بدءًا من المرحلة الأولى (اختبار الأشخاص الأصحاء لتحديد ما إذا كانوا يتحملون الدواء) وصولًا إلى المرحلة الثالثة (اختبار على عدد كبير من مرضى السرطان الحقيقيين).

التسويق والشركات الناشئة القائمة على الـ SNA

CancerVax

تشاد أ. ميركين، العالِم الرئيسي في هذه الدراسة ومكتشف الـ SNAs، هو أيضًا المؤسس العلمي لشركة Flashpoint Therapeutics، وهي شركة مكرسة لنشر الـ SNAs في التطبيقات العلاجية البشرية.

يدعون استنادًا إلى 9 دراسات حية أن الـ SNAs تُظهر تحسينًا في التوصيل بمقدار 35 مرة، وتنشيطًا مناعيًا أقوى بـ 80 مرة، وزيادة قتل الأورام بواسطة الخلايا T بمقدار 6.5 مرة. يمكن للـ SNAs أن تُمتص من قبل أكثر من 60 نوعًا مختلفًا من الخلايا.

المصدر: Flashpoint Therapeutics

أعلنت الشركة عن اتفاقية بحثية مع CancerVax، وهي شركة تطور منصة علاج سرطاني شاملة تستخدم جهاز المناعة في الجسم لمكافحة السرطان.

الاستثمار المباشر في CancerVax متاح فقط للمستثمرين المعتمدين، لكن جمع تمويل أسهم عبر التمويل الجماعي مستمر أيضًا، ومفتوح لجميع أنواع المستثمرين، بسعر 2.1 دولار للسهم، مما يضع قيمة الشركة فوق 80 مليون دولار.

“تتطلب منصة العلاج السرطاني الشاملة من CancerVax توصيلًا دقيقًا ومتعدد المكونات لاكتشاف وتمييز خلايا السرطان بفعالية.

تقنيتنا مناسبة بشكل فريد لهذا التحدي، حيث توفر القدرة على تعبئة وتوصيل حمولة mRNA ذكية بكفاءة ودقة لازمتين لتحقيق الإمكانات الكاملة لهذا النهج العلاجي الواعد.”

Adam Margolin, CEO of Flashpoint

إلى جانب السرطان، يمكن أيضًا استخدام الـ SNAs لتوصيل العلاجات القائمة على تقنية CRISPR.

LNP‑SNAs دخلت الخلايا بفعالية تصل إلى ثلاثة أضعاف، وتسببت في سمية أقل، وعززت كفاءة تحرير الجينات ثلاث مرات، وحسّنت إصلاحات الحمض النووي الدقيقة بأكثر من 60٪، مقارنةً بأنظمة توصيل الجسيمات الدهنية القياسية.

بشكل عام، يتضح أن الـ SNAs وصلت إلى مرحلة تصبح فيها تقنية واعدة جدًا بناءً على دراسات مختبرية وحيوانية، وهي جاهزة لاستكشاف تطبيقاتها البشرية للسرطان، والعلاج الجيني، وغيرها من التطبيقات الطبية الرئيسية.

من المرجح أيضًا أن تستفيد من ظهور علاجات وتقنيات دقيقة أخرى، مثل CRISPR، التي ستعزز إمكانات الـ SNAs.

الدراسة المشار إليها

^{1 .Taokun Luo, Young Jun Kim, Zhenyu Han, Jeongmin Hwang, Sneha Kumari, Vinzenz Mayer, Alex Cushing, Roger A. Romero, Chad A. Mirkin. Chemotherapeutic Spherical Nucleic Acids. ACS NanoVol 19/Issue 44. 29 أكتوبر 2025. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c16609}