الطب النانوي وتطبيقاته في علاج مرضى السرطان

كيف يعمل الطب النانوي؟

يمكن تصويرها على أنها أنظمة توصيل الأدوية بالجسيمات النانوية ولكن بطرق مختلفة إلى جانب حمل الدواء للتسليم ، يمكن تصميم الجسيمات النانوية لتحمل مركبات معينة تسمح لها بالارتباط بجزيئات الخلايا السرطانية بمجرد ربط الدواء ، يتم توصيله بأمان إلى موقع الورم بالضبط. تساعد الجسيمات النانوية أيضًا في قابلية الدواء للذوبان لكي يعمل الدواء ، يجب أن يكون قادرًا على دخول مجرى الدم ,مما يعني أنه يجب أن يكون قابلاً للذوبان. فعلى سبيل المثال ، عقار السرطان paclitaxel (Taxol) غير قابل للذوبان ، لذلك يجب إذابته في عامل توصيل للدخول إلى الدم. لكن هذا العامل يمكن أن يسبب ردود فعل تحسسية لدى المرضى ، وللتغلب على هذه المشاكل طور الكيميائيون جزيئات نانوية من بروتين الألبومين الطبيعي ، والتي تحمل paclitaxel وتجعله قابل للذوبان ولكن دون ردود فعل تحسسية وعادةً ما يكون للأورام أوعية دموية مضطربة ومتسربة تنتشر عبرها وخارجها ..

التطبيقات الطبية لتقنية النانو

تعد التطبيقات الطبية لتقنية النانو من أهم تطبيقات هذه التقنية الحديثة بين جميع التطبيقات ، نظرًا لارتباطها المباشر بحياة الإنسان وصحته. تعد تقنية النانو بالعديد من التطبيقات الطبية المتعلقة بالتشخيص الدقيق والعلاج عالي الكفاءة ، بالإضافة إلى العديد من التطبيقات في مجال الرعاية الصحية مثل أمراض السرطان. ومن استخدامات النانو في المجال الطبي بشكل عام.

• الصناعات الدوائية:

نظرًا لأن الجسيمات النانوية صغيرة جدًا ، يمكن توصيل الدواء ليس فقط للأنسجة المريضة ولكن أيضًا للخلايا المصابة بدقة كبيرة ، مما يعني أن تغلغل الدواء يتحسن بشكل كبير ، كما أنه يساعد في تقليل الآثار الجانبية للدواء لأنه يتعامل مباشرة مع الخلايا المريضة فقط ، مما يقلل من الآثار الجانبية التي قد تنجم عن وصول الدواء إلى إجراء آخر لم يكن العلاج مقصوداً به. على سبيل المثال ، نجد أن الطرق التقليدية لعلاج السرطان مثل العلاج الكيميائي والإشعاعي تؤدي إلى آثار جانبية كبيرة ذات فعالية منخفضة في علاج هذا المرض ، وبالتالي من المهم أن يتم إيصال الأدوية المضادة للسرطان إلى الأجزاء المصابة بدقة شديدة للحصول عليها بأقصى فائدة ممكنة من الدواء.

الشكل (2) يوضح توصيل الدواء الى الخلايا المريضة وموقع الورم في جسم الانسان

• التصوير الطبي التشخيصي:

تستخدم الجسيمات النانوية أيضًا في صبغات الأشعة الطبية بحيث تصل إلى الأماكن المطلوب تشخيصها بدقة وربطها بها ، مما يجعل مسألة التصوير التشخيصي أكثر وضوحًا. يعتقد العلم بأنّ تقنية النانو سيكون لها فائدةٌ كبيرةٌ في علاج الأورام، وخاصةً فيما يتعلق بالتصوير، وذلك بسبب صغر حجم جزيئات النانو، حيث يمكن استخدامها إلى جانب التصوير بالرنين المغناطيسي للحصول على صورٍ استثنائيةٍ لأماكن وجود الورم السرطاني .تكون جزيئات النانو مثل النقاط الكمومية أكثر إشراقًا من الأصباغ العضوية، وتحتاج مصدرًا ضوئيًّا واحدًا للتنبيه، ففي حال استخدام النقاط الكمومية الفلورية يمكن الحصول على صورٍ ذات تباين أعلى وبتكلفةٍ أقل فيما لو قارناها باستخدام الأصباغ العضوية التي تستخدم كوسائط تباين. وترتبط المجموعات الوظيفية المتعددة بجسيم النانو بسبب امتلاك جزيئات النانو نسبة عالية لمساحة السطح إلى الحجم، وبالتالي يمكنها الارتباط بخلايا سرطانية محددة، حيث تقوم جزيئات النانو بالتراكم في موقع الورم بشكلٍ تفاضليٍّ، حيث يجري العمل على إنشاء جزيئات نانو متعددة الوظائف لها القدرة على كشف الورم وتصويره ومن ثم علاجه.

• علاج أو إصلاح الضرر الخلوي: كما يمكن استخدامه في علاج السرطان ، حيث تصل الجسيمات النانوية إلى الخلايا السرطانية وتتركز فيها ، ثم يتم تسخينها بواسطة موجات ترددات راديوية معينة ، مما يؤدي إلى قتل الخلايا السرطانية دون الإضرار بالخلايا المجاورة الخلايا الطبيعية. وسوف يغني في المستقبل عن الحاجة إلى العلاج الكيميائي أو الإشعاعي ، والذي له العديد من الآثار الجانبية.
• بعض التطبيقات الجلدية: استخدام بعض أنواع الجسيمات النانوية بالإضافة إلى الليزر لبناء أنسجة الجلد واستعادتها كما كانت تستخدم تقنية النانو في تشخيص بعض الأمراض الميكروبية بحيث تلتصق الجزيئات النانوية بالأجسام المضادة التي تتحد مع الميكروبات داخل الجسم ، و ثم يمكن التقاط إشارات من الجسيمات النانوية لتشخيص إصابة هذا الميكروب أو ذاك. ويمكن استخدامه أيضًا في لحام الأوعية الدموية بعد قطعها دون الحاجة إلى الخيوط الجراحية المعتادة. وهناك أيضًا تطبيقات محتملة لتقنية النانو في هندسة الأنسجة لتحفيز تكاثر أو إصلاح بعض أنسجة المريض ، والتي قد تحل محل زرع بعض الأعضاء في المستقبل.
• علاج طب الاسنان

لقد فاقت تقنية النانو التوقعات بتطورها على نظيراتها في التقنيات ، خاصة في مجال الرعاية الطبية ، وطب الأسنان ليس استثناءً. هناك ابتكارات حديثة مدرجة في المواد اللازمة في مجال تشخيص وعلاج الأسنان. حيث تم اقتراح أن استخدام التكنولوجيا الحيوية والمواد النانوية والروبوتات النانوية في طب الأسنان سيزيد من احتمالية الحفاظ على صحة الفم بالقرب من المثالية مثل التقنيات الأخرى والمجتمعة لهذه التكنولوجيا وأخلاقياتها وسلامتها لتكون قادرة على تقديم رعاية أسنان عالية الجودة.

• علاج السرطان (غواصة نانو للقضاء على السرطان)

العلاج الكيميائي التقليدي يقتل الخلايا السرطانية وغير السرطانية. واستخدام تقنية النانو في تصنيع ناقلات دقيقة تحمل جرعات دوائية ،وهذه النواقل مصممة بطريقة لا تتعرف عليها الخلايا المناعية في الجسم. حيث تقوم هذه الغواصات بإجراء عمليتين عند وصولها إلى منطقة الورم:

1. يغلق الشعيرات الدموية التي تغذي الورم السرطاني.
2. يطلق مكوناته الكيماوية أو المشعة التي تقتل الخلايا السرطانية فقط.

تم تنفيذ هذه التقنية على مجموعة من الفئران في مركز السرطان “Memorian-Kettering” الأمريكي حيث تمكنت الفئران المصابة بالسرطان من العيش بعد 300 يوم من هذا العلاج ، في حين أن الفئران التي لم تتلق العلاج لم تعيش أكثر من 43 يومًا بالاضافة الى أمكانية أستخدام نانو ربوت “nanorbot” حيث إنها أكثر الاحتمالات إثارة في قدرتها ، إذا تم تحقيقها ، على تغيير عالم الطب من شكله الحالي ، حيث سيكون هذا “nanorbot” قادرًا بعد ذلك على استكشاف أعماق الجسم ، لاكتشاف أماكن من أجل إصلاحها أو مهاجمة الميكروبات والطفيليات الغازية. حيث يحلم الأطباء بأن تحقيق روبوتات النانو ذات يوم يمتد ليشمل:علاج التسمم الجرثومي و فشل الجهاز التنفسي والاصابة الجسدية بالاضافة الى الأمراض الموروثة عن طريق استبدال واستبدال الكروموسومات المعيبة.

الشكل (3) يوضح الروبوت النانوي في جسم الانسان

• قذائف النانو وعلاج السرطان:

الأصداف النانوية عبارة عن كرات نانوية مصنوعة عادةً من السيليكا مغطاة بقشرة رقيقة جدًا من الذهب حيث يمكن للعلماء ربط الأجسام المضادة بقذائف النانو التي لديها قدرة عالية على التعرف على الخلايا السرطانية ، ثم يتم إلقاء الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل “الأشعة تحت الحمراء” عليها باستخدام الليزر حيث تتفاعل هذه الجزيئات مع هذا الإشعاع وتحوله إلى طاقة حرارية تزيد عن 100 درجة مئوية مما يؤدي إلى تدمير الورم بالكامل دون التأثير على الخلايا السليمة.

وتجدر الإشارة إلى أن هذه الطريقة الجديدة استخدمت في علاج الأورام في تجارب الفئران ، وقد ثبت نجاحها المذهل دون آثار جانبية. لذلك يرجح أن تجرى التجارب على الإنسان في السنوات القليلة القادمة وإذا نجحت ستنتهي بإذن الله معاناة البشرية من مرض السرطان الخبيث.