Polymeric nanoparticles for enhanced Rifampicin delivery: A novel approach to combat glioma

لا يزال السرطان يمثل أحد أكثر التحديات استمراراً في الطب الحديث، لكن الصراع يصبح أكثر صعوبة عندما يضرب المرض الدماغ. فالأورام في الدماغ، المعروفة باسم الأورام الدبقية، خطيرة بشكل خاص لأنها تنتشر بعمق في الأنسجة السليمة وتشتهر بمقاومتها للعلاجات القياسية. وغالباً ما تفشل العلاجات الحالية في الوصول إلى الورم بجرعات عالية بما يكفي دون التسبب في ضرر شديد لبقية الجسم. ولحل هذه المشكلة، يستكشف العلماء استراتيجية تسمى "إعادة توظيف الأدوية"، والتي تتضمن أخذ أدوية معتمدة بالفعل لحالات أخرى — مثل المضادات الحيوية الشائعة — واختبار قدرتها على محاربة السرطان. والأمل هو أن هذه الأدوية الموجودة، والتي لها سجلات سلامة معروفة، قد تمنع خلايا السرطان من النمو إذا أمكن إيصالها مباشرة إلى موقع الورم دون إلحاق الضرر بالأعضاء السليمة.

لقد اتخذ فريق من الباحثين من الهند وروسيا خطوة كبيرة نحو جعل هذه الفكرة حقيقة من خلال ابتكار نظام توصيل جديد لمضاد حيوي يسمى "ريفامبيسين". وبينما يُعرف الريفامبيسين جيداً في علاج العدوى البكتيرية مثل السل، فقد أشارت دراسات سابقة إلى أنه يمكنه أيضاً إبطاء نمو الخلايا السرطانية. ومع ذلك، كان استخدامُه كعلاج للسرطان أمراً صعباً لأن الدواء غير مستقر في الجسم، ويذوب بصعوبة في الماء، ويمكن أن يكون ساماً للكبد عند الجرعات العالية المطلوبة لقتل الأورام. وللتغلب على هذه العقبات، صمم الباحثون كرات مجهرية دقيقة مصنوعة من مواد تشبه البلاستيك تسمى "البوليمرات". هذه الكرات، المعروفة باسم "الجسيمات النانوية"، تعمل كحوامل واقية يمكنها احتواء الدواء، وحمايته من البيئة القاسية للجسم، وتوجيهه تحديداً إلى الخلايا السرطانية.

قام العلماء بخلط نوعين مختلفين من البوليمرات، أحدهما يوفر القوة الهيكلية والآخر يضيف المرونة، لإنشاء هذه الحاملات. واستخدموا تقنية تتضمن الموجات الصوتية لخلط المواد، مما ساعد في تشكيل كرات منتظمة يبلغ قطرها حوالي مائة نانومتر. ولضمان بقاء الدواء في الداخل، قاموا بتحميل الكرات بالريفامبيسين واختبروا مدى فعالية النظام. ووجدوا أن مزيجاً معيناً من النوعين من البوليمرات كان الأكثر فعالية، حيث استطاع حبس حوالي ثمانين بالمائة من الدواء داخل الكرات الصغيرة. هذه السعة العالية تعني أنه يمكن حمل كمية كبيرة من الدواء في جرعة واحدة، بينما يعمل غلاف البوليمر على حماية الدواء من التحلل قبل وصوله إلى هدفه.

عندما اختبر الباحثون هذه الكرات المحملة بالدواء في بيئة مختبرية، كانت النتائج مذهلة. فقد عرضوا خلايا رئة بشرية، والتي تعمل كبديل للأنسجة السلية، للعلاج. تسبب المضاد الحيوي الخام وحده في ضرر كبير لهذه الخلايا السليمة عند التركيزات العالية. وفي المقابل، فإن نفس تركيز الدواء عندما يكون مغلفاً داخل كرات البوليمر تسبب في ضرر ضئيل جداً، حيث ظلت الخلايا السليمة سليمة تماماً تقريباً. وهذا يشير إلى أن الغلاف الواقي نجح في منع الدواء من مهاجمة الأنسجة السليمة. وعندما اختبر الباحثون الكرات على خلايا سرطان الدماغ، كانت النتيجة مختلفة؛ فقد قتلت الكرات المحملة بالدواء الخلايا السرطانية بفعالية، مما قلل من أعدادها بطريقة تعتمد على الجرعة المعطاة. فكلما زادت الكرات المضافة، قلت الخلايا السرطانية الناجية.

كما كشفت الدراسة أن هذه الحاملات ذكية بما يكفي لإطلاق حمولتها عند الوصول إلى البيئة المناسبة. فغالباً ما يكون للخلية السرطانية داخل أكثر حمضية من الخلايا السليمة. ووجد الباحثون أن كرات البوليمر بدأت في إطلاق الريفامبيسين بسرعة أكبر عند وضعها في محلول حمضي، مما يحاكي الظروف داخل الورم. هذا السلوك يضمن إطلاق الدواء بشكل أساسي حيث تشتد الحاجة إليه، بدلاً من تسربه أثناء التنقل عبر مجرى الدم. وقد أكد الفريق هيكل وتكوين حاملاتهم الجديدة باستخدام أدوات تصوير وتحليل كيميائي متنوعة، مما أثبت أن الدواء كان بالفعل داخل الكرات وأن الكرات كانت بالحجم والشكل الصحيحين.

وعلى الرغم من أن النتائج واعدة، إلا أن الباحثين حذروا من أن هذا العمل لا يزال في مراحله الأولى. فقد أُجريت الدراسة بالكامل في مختبر باستخدام خلايا مزروعة في أطباق، وليس في كائنات حية أو بشر. ويقر الفريق بأن هناك تحديات متبقية، مثل ضمان قدرة الكرات على دخول الخلايا بسهولة، وأن عملية التصنيع يمكن رفع نطاقها للإنتاج الأكبر. ويخططون للمضي قدماً في الاختبار على كائنات حية لمعرفة ما إذا كان العلاج يعمل بأمان وفعالية في نظام بيولوجي معقد. ومن خلال الجمع بين مضاد حيوي موجود وطريقة توصيل مستهدفة جديدة، يقدم هذا البحث مساراً محتملاً لعلاج أورام الدماغ بدقة أكبر وآثار جانبية أقل، محولاً دواءً شائعاً إلى سلاح متخصص ضد أحد أصعب أشكال السرطان.