Formulation and Optimization of Catechin-Loaded Niosomes for Improved Pharmacokinetic Performance

لا يزال سرطان الكبد، المعروف طبياً باسم سرطان الخلايا الكبدية، أحد أصعب الأمراض علاجاً. وبينما يعلم العلماء منذ فترة طويلة أن بعض المركبات الطبيعية الموجودة في النباتات يمكنها محاربة الخلايا السرطانية، إلا أن هذه المواد غالباً ما تواجه عائقاً بيولوجياً: وهو أن جسم الإنسان يكافح لامتصاصها. ومن الأمثلة البارزة على ذلك مادة "الكاتيكين"، وهي مضاد أكسدة قوي يوجد بكثرة في الشاي الأخضر. ورغم أن الاختبارات المختبرية تظهر أن الكاتيكين يمكنه إتلاف الخلايا السرطانية وتقليل الالتهاب، إلا أنه يذوب بصعوبة في الماء ويتفكك بسرعة في الجهاز الهضمي. وهذا يعني أنه حتى لو شرب المريض كميات كبيرة من الشاي الأخضر، فإن القليل جداً من الدواء الفعال يصل بالفعل إلى الكبد بتركيزات عالية بما يكفي ليكون فعالاً. ولحل هذه المشكلة، لجأ الباحثون إلى تقنية النانو، وتحديداً إلى نوع من الحوامل المجهرية يسمى "النيوزوم" (niosome). تخيل فقاعة صغيرة مجوفة مصنوعة من مواد دهنية يمكنها حبس الدواء بداخلها، مما يحميه من البيئة القاسية للمعدة ويوجهه مباشرة إلى حيث تشتد الحاجة إليه.

لقد وضع فريق من الباحثين من كليات في بونا، الهند، نصب أعينهم بناء هذه الفقاعات المجهرية خصيصاً للكاتيكين لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم جعل الدواء يعمل بشكل أفضل ضد سرطان الكبد. قاموا بخلط الدواء مع مواد خافضة للتوتر السطحي غير أيونية، وهي عوامل تنظيف لطيفة تشكل غلاف الفقاعة، والكوليسترول لإضافة الاستقرار. وباستخدام عملية تتضمن تجفيف الخليط إلى فيلم رقيق ثم إعادة ترطيبه بالماء، صنعوا الآلاف من هذه الحويصلات الصغيرة. كان الهدف هو إنشاء نظام توصيل يمكنه النجاة في رحلته عبر الجسم، ويطلق الدواء ببطء بمرور الوقت، ويقتل في النهاية خلايا سرطانية أكثر مما يمكن للدواء أن يفعل بمفرده.

تحقق الباحثون أولاً من الخصائص الفيزيائية لابتكارهم. كانت الفقاعات الناتجة صغيرة للغاية، حيث يبلغ قطرها حوالي 112 نانومتر، وهو ما يعادل تقريباً واحد من ألف من عرض شعرة الإنسان. كانت موحدة الحجم وتحمل شحنة كهربائية سالبة طفيفة، وهي ميزة تساعدها على البقاء بعيدة عن بعضها البعض وتمنع تكتلها. وعندما نظر الفريق إليها تحت مجهر قوي، ظهرت الفقاعات ككرات مثالية وناعمة. كما اختبروا كمية الدواء التي تم حبسها بنجًا داخل الفقاعات؛ وأظهرت النتائج أن ما يقرب من 89 بالمائة من الكاتيكين قد تم التقاطه داخل الفقاعات، وهي نسبة نجاح عالية جداً لهذا النوع من التركيبات. علاوة على على ذلك، عند تخزين هذه الفقاعات في الثلاجة، ظلت مستقرة لمدة ثلاثة أشهر دون أن تفقد شكلها أو تسرب محتوياتها، مما يثبت إمكانية الاحتفاظ بها للاستخدام اللاحق.

ولمعرفة كيفية سلوك الدواء بمجرد إطلاقه، وضع العلماء "النيوزومات" في سائل يحاكي جسم الإنسان وراقبوا كيف يهرب الكاتيكين منها. فقد اندفع الدواء النقي، بدون أي حامل، خارج المحلول فوراً، حيث اختفى ما يقرب من كله في غضٍ خلال ساعتين فقط. وفي المق المقابل، تسرب الكاتيكين المحبوس داخل "النيوزومات" ببطء وثبات على مدار ست ساعات. هذا الإطلاق البطيء أمر بالغ الأهمية لأنه يبقي الدواء في النظام لفترة أطول، مما يمنحه مزيداً من الوقت للعثور على الخلايا السرطانية ومهاجمتها بدلاً من أن يتم غسله بسرعة كبيرة.

اختبر الفريق بعد ذلك ما إذا كان هذا التوصيل البطيء يجعل الدواء أكثر فتكاً بالخلايا السرطانية. استخدموا خلايا HepG2، وهي نوع قياسي من خلايا سرطان الكبد البشرية التي تُزرع في المختبر، وعرضوها لثلاثة علاجات مختلفة: دواء العلاج الكيميائي القياسي "سيسبلاتين"، والكاتيكين النقي، والكاتيكين المحمل في "النيوزومات". كانت النتائج مذهلة؛ فقد ماتت الخلايا السرطانية المعرضة للكاتيكين المغلف في "النيوزوم" بمعدل أعلى بكثير من تلك المعرضة للدواء النقي. وفي الواقع، كانت تركيبة "النيوزوم" أكثر فعالية في قتل الخلايا السرطانية حتى من دواء العلاج الكيميائي القياسي المستخدم في المقارنة. وكانت كمية الدواء اللازمة لقتل نصف الخلايا السرطانية أقل بكثير (31.65 ميكروغرام/ملل) لنسخة "النيوزوم" مقارنة بـ "السيسبلاتين" (74.18 ميكروغرام/ملل)، مما يشير إلى أن الفقاعات الصغيرة ساعدت الدواء على اختراق الخلايا بكفاءة أكبر والبقاء نشطاً لفترة أطول.

أخيراً، أراد الباحثون معرفة ما إذا كان هذا النهج سيعمل في جسم حي. فقد أعطوا جرعة واحدة من الدواء لمجموعتين من الجرذان: تلقت المجموعة الأولى محلول الكاتيكين النقي، وتلقت المجموعة الأخرى الكاتيكين المحمل في "النيوزومات". ومن خلال أخذ عينات دم على مدار اليومين التاليين، تتبعوا كمية الدواء المتبقية في مجرى الدم. كانت الجرذان التي تلقت "النيوزومات" لديها مستويات أعلى بكثير من الكاتيكين في دمها مقارنة بالجرذان التي تلقت الكاتيكين النقي. وقد بقي الدواء في النظام لفترة أطول بكثير، حيث ارتفع متوسط وقت البقاء من حوالي ثلاث ساعات ونصف إلى أكثر من إحدى عشرة ساعة. وهذا يعني أن الجسم امتص الدواء بشكل أكثر فعالية وصرفه ببطء أكبر بك mucho، مما سمح للدواء بالدوران والعمل لفترة أطول.

تخلص الدراسة إلى أن تغليف الكاتيكين في هذه الفقاعات المجهرية "النيوزوم" ينجح في التغلب على الحواجز الطبيعية للامتصاص في الجسم. فمن خلال حماية الدواء وإطلاقه ببطء، تعزز هذه التركيبة بشكل كبير كمية الدواء التي تصل إلى الكبد وتمد الفترة التي يظل فيها نشطاً. وبينما يشير الباحثون إلى أن هناك حاجة لمزيد من الدراسات لتأكيد السلامة والآثار طويلة المدى في البشر، فإن النتائج تشير إلى أن نهج تقنية النانو هذا يمكن أن يقدم طريقة واعدة جديدة لعلاج سرطان الكب باستخدام مركب طبيعي كان من الصعب استخدماكه بفعالية في السابق.