Enhancing the In Vitro Therapeutic Efficiency of Epigallocatechin-3-Gallate in Esophageal Carcinoma Using Bovine Milk Exosomes as a Nanocarrier

يُعد سرطان الغدة في المريء نوعاً عدوانياً بشكل خاص من السرطان الذي يصيب بطانة أنبوب الغذاء. وهو معروف بصعوبة علاجه، حيث غالباً ما يقاوم العلاجات القياسية مما يؤدي إلى آفاق قاتمة للمرضى. ومن المسارات الواعدة للعلاج استخدام مركب طبيعي موجود في الشاي الأخضر يسمى "إبيجالوكيتشين غالات-3" (EGCG). وقد أظهرت هذه المادة قدرات قوية في محاربة الخلايا السرطانية في المختبرات. ومع ذلك، عندما يحاول الأطباء استخدامها في المرضى، فإنها تواجه عقبة رئيسية: وهي أنها غير مستقرة وتتحلل بسرعة في الجسم قبل أن تصل إلى الورم. الأمر يشبه محاولة إيصال رسالة هشة عبر محيط عاصف؛ فالرسالة غالباً ما تذوب قبل وصولها. ولحل هذه المشكلة، استكشف العلماء طرقاً لتغليف هذه الأدوية داخل مركبات توصيل طبيعية صغيرة يمكنها حمايتها وتوجيهها مباشرة إلى السرطان.

في دراسة حديثة، وضع الباحثون هدفاً لاختبار نوع معين من مركبات التوصيل: وهي "الإكسوسومات" المستخلصة من حليب البقر. الإكسوسومات هي فقاعات مجهرية تنتجها الخلايا طبيعياً للتواصل مع بعضها البعض. ولأنها مصنوعة من مواد بيولوجية، فهي آمنة للجسم ويمكنها التسلل داخل الخلايا الأخرى دون التسبب في ضرر. قرر الفريق، الذي قاده علماء من مؤسسات في الولايات المتحدة والمملكة العربية السعودية، تحميل هذه الفقاعات المستمدة من الحليب بمركب (EGCG) لمعرفة ما إذا كان بإمكانها تحسين أداء الدواء ضد خلايا سرطان المريء في طبق مخبري. أرادوا معرفة ما إذا كان هذا التغليف الطبيعي سيساعد الدواء على البقاء لفترة أطول، والدخول إلى الخلايا السرطانية بسهولة أكبر، وقتلها بفعالية أكبر مقارنة بالدواء وحده.

بدأ الباحثون بجمع حليب كامل طازج ومعالجته لعزل الإكسوسومات. واستخدموا سلسلة من خطوات الدوران عالي السرعة لفصل الفقاعات الصغيرة عن الدهون والبروتينات الأخرى في الحليب. وبمجرد حصولهم على دفعة نقية من هذه الناقلات الطبيعية، قاموا بخلطها مع دواء (EGCG). وباستخدام الموجات الصوتية لدفع الدواء بلطف داخل الفقاعات، أنشأوا تركيبة جديدة أطلقوا عليها اسم (Exo-EGCG). وعندما فحصوا هذه العبوات الجديدة، وجدوا أنها متسقة في الحجم، حيث يبلغ قطرها حوالي 130 نانومتر، وهو حجم صغير بما يكفي للتنقل عبر أنظمة الجسم. كما أكدوا أن الدواء قد حُبس بنجحه داخل الإكسوسومات، بنسبة تقارب 80 بالمائة من (EGCG) انتهى بها المطاف داخل الإكسوسومات.

لفهم كيفية عمل نظام التوصيل الجديد هذا، اختبر الفريق النظام تحت ظروف تحاكي جسم الإنسان. فقد وضعوا الإكسوسومات المحملة بالدواء في سائل يحاكي الدم الطبيعي، وفي سائل آخر يحاكي البيئة الحمضية الموجودة داخل الأورام. واكتشفوا أن الإكسوسومات تمسك بالدواء بإحكام في الظروف العادية، لكنها تبدأ في إطلاقه بشكل أسرع عندما تصبح البيئة حمضية. وهذه ميزة حاسمة لأنها تعني أن الدواء سيبقى محمياً أثناء التنقل عبر الدم، ولن يفتح ليطلق حمولته إلا بعد وصوله إلى موقع الورم الحمضي.

بعد ذلك، اختبر العلماء فعالية هذا النظام ضد نوعين مختلفين من خلايا سرطان المريء البشرية، المعروفة باسم (SKGT-4) و(FLO-1). وقارنوا أداء الدواء المغلف بالإكسوسومات مقابل الدواء بمفرده. كانت النتالئ مذهلة؛ إذ ماتت الخلايا السرطانية التي تعرضت للدواء المغلف بالإكسوسومات بسهولة أكبر بكثير من تلك التي تعرضت للدواء الحر. في الواقع، وجد الباحثون أنهم بحاجة إلى كميات أقل بكثير من الدواء لقتل نصف الخلايا السرطانية عندما يتم إيصاله عبر الإكسوسومات. وهذا يشير إلى أن الفقاعات الطبيعية تساعد الدواء على دخول الخلايا بشكل أكثر كفاءة مما لو كان يطفو بحرية في السائل.

كما نظرت الدراسة فيما يحدث داخل الخلايا بعد امتصاصها للدواء. ووجد الباحثون أن الدواء الذي تم إيصاله عبر الإكسوسومات تسبب في طفرة هائلة في الجزيئات الضارة التي تسمى "أنواع الأكسجين التفاعلية". تعمل هذه الجزيئات مثل "الصدأ الداخلي"، حيث تدمر آلات الخلية. وتحديداً، تسبب الدواء في تراكم خطير لـ "السوبر أكسيد" في الميتوكوندريا، وهي محطات الطاقة في الخلية. هذا الحمل الزائد يؤدي فعلياً إلى إيقاف إنتاج الطاقة في الخلية ويحفز تدميرها الذاتي. الخلايا التي تلقت الدواء عبر الإكسوسومات عانت من هذا الضرر التأكسدي بشكل أكثر شدة من تلك التي تلقت الدواء وحده، مما يشير إلى أن طريقة التوصيل ضخمت قدرة الدواء على تدمير السرطان من الداخل إلى الخارج.

وبعيداً عن مجرد قتل الخلايا، أراد الباحثون معرفة ما إذا كان هذا العلاج يمكن أن يمنع انتشار السرطان. فغالباً ما تتحرك الخلايا السرطانية حول الجسم لتكوين أورام جديدة، وهي عملية تسمى "النقائل". استخدم الفريق طريقتين مختلفتين لمراقبة حركة الخلايا: إحداهما تعتمد على خدش فجوة في طبقة من الخلايا لرؤية مدى سرعة إغلاقها، والأخرى تعتمد على مراقبة الخلايا وهي تحاول التسلل عبر غشاء دقيق. في كلا الاختبارين، تحركت الخلايا التي عولجت بالدواء المحمل بالإكسوسومات ببطء أكبر وغطت مسافة أقل من الخلايا غير المعالجة أو تلك التي عولجت بالدواء الحر. وهذا يشير إلى أن العلاج لا يقتل السرطان فحسب، بل يعيق أيضاً قدرته على الانتشار إلى أجزاء أخرى من الجسم.

كما لاحظت الدراسة اختلافات بين نوعي خلايا السرطان اللذين تم اختبارهما؛ حيث بدت خلايا (FLO-1) أكثر حساسية للعلاج، حيث أظهرت حركة أسرع وتفاعلاً أقوى مع الضرر الناجم عن الدواء مقارنة بخلايا (SKGT-4). يسلط هذا التباين الضوء على أن أنواع السرطان المختلفة قد تستجيب بشكل مختلف لنفس العلاج، وهو عامل يجب على الأطباء مراعاته عند التخطيط للعلاجات. ورغم هذه الاختلافات، أثبت نظام الإكسوسومات فعاليته ضد كلا الخطين، مما يدل على إمكانية واسعة للاستخدام.

خلص الباحثون إلى أن استخدام إكسوسومات حليب البقر كوسيلة توصيل ينجح في التغلب على نقاط الضعف الرئيسية لمركب الشاي الأخضر. فمن خلال حماية الدواء ومساعدته على دخول الخلايا السرطانية، يجعل هذا النظام العلاج أكثر قوة. ورغم أن هذا العمل أُجري بالكامل في بيئة مختبرية باستخدام خلايا في طبق، إلا أنه يوفر أساساً قوياً للأبحاث المستقبلية. وتشير النتائج إلى أن هذا النهج الطبيعي والمتوافق حيوياً يمكن أن يؤدي في النهاية إلى طرق جديدة وأكثر فعالية لعلاج سرطان المريء، مما يوفر الأمل لمرض يفتقر حالياً إلى خيارات علاجية ناجحة كثيرة. والخطوة التالية، كما يذكر المؤلفون، ستكون اختبار هذا النظام في الكائنات الحية لمعرفة ما إذا كانت هذه النتائج الواعدة ستظل قائمة في بيئة بيولوجية معقدة.