نتائجه فعالة.. علاج جديد للقضاء على الخلايا السرطانية

يسلط الباحثون الضوء على مراكز الطاقة في الخلايا السرطانية لتدمير مصادر الطاقة هذه وتحفيز موت الخلايا السرطانية على نطاق واسع.

في دراسة جديدة، جمع العلماء بين استراتيجيات لتقديم علاج جيني يعطل الطاقة باستخدام جسيمات نانوية تم تصنيعها للتركيز فقط على الخلايا السرطانية.

أظهرت التجارب أن العلاج المستهدف فعال في تقليص أورام الدماغ الدبقية وأورام سرطان الثدي العدوانية في الفئران.

وبحسب موقع ميديكال إكسبريس، تمكن فريق البحث من التغلب على تحدي كبير يتمثل في تفكيك الهياكل الموجودة داخل مراكز الطاقة الخلوية، والتي تسمى الميتوكوندريا، باستخدام تقنية تحفز التيارات الكهربائية المنشطة بالضوء داخل الخلية. وأطلقوا على هذه التقنية اسم mLumiOpto.

وقال المؤلف المشارك لوفانج تشو: "نحن نعطل الغشاء، وبالتالي لا تستطيع الميتوكوندريا العمل بشكل وظيفي لإنتاج الطاقة أو العمل كمركز للإشارات، وهذا يتسبب في موت الخلايا المبرمج متبوعًا بتلف الحمض النووي".

وأضاف: "أظهرت تحقيقاتنا أن هاتين الآليتين متورطتان وتقتلان الخلايا السرطانية".

وتابع: "هذه هي الطريقة التي تعمل بها التكنولوجيا عن طريق التصميم".

تعاون تشو في البحث مع المؤلفة المشاركة مارجريت ليو، أستاذة الهندسة الكيميائية والبيولوجية الجزيئية في جامعة ولاية أوهايو، والتي طورت الجسيمات المستخدمة لتوصيل العلاج الجيني بدقة إلى الخلايا السرطانية.

نشرت الدراسة في مجلة Cancer Research.

هدف علاجي للسرطان

لقد كانت الميتوكوندريا، المنتج الأساسي للطاقة التي تغذي وظائف الخلايا، تعتبر هدفًا علاجيًا جذابًا لمكافحة السرطان لسنوات، ولكن غشاءها الداخلي غير القابل للنفاذ يعقّد هذه الجهود.

وقد نجح مختبر تشو في فك الشفرة قبل خمس سنوات من خلال اكتشاف كيفية استغلال ضعف الغشاء الداخلي ـ وهو الفارق في الشحنة الكهربائية الذي يحافظ على سلامة بنيته ويحافظ على وظائفه على المسار الصحيح.

وقال تشو: "كانت المحاولات السابقة لاستخدام مادة دوائية ضد الميتوكوندريا تستهدف مسارات محددة للنشاط في الخلايا السرطانية. ويستهدف نهجنا الميتوكوندريا بشكل مباشر، باستخدام جينات خارجية لتنشيط عملية تقتل الخلايا، وهذه ميزة، وقد أظهرنا أننا نستطيع الحصول على نتيجة جيدة للغاية في قتل أنواع مختلفة من الخلايا السرطانية".

أظهرت دراسات الخلايا السابقة التي أجراها تشو أن الغشاء الداخلي للميتوكوندريا يمكن أن يتعطل بواسطة بروتين يخلق تيارات كهربائية، وقام الباحثون بتنشيط هذا البروتين المستحث بالضوء باستخدام الليزر.

في هذا العمل الجديد، ابتكر الفريق مصدرًا داخليًا للضوء - وهو مفتاح لترجمة التكنولوجيا للاستخدام السريري.

وتتضمن الاستراتيجية توصيل المعلومات الجينية لنوعين من الجزيئات: بروتين حساس للضوء يُعرف باسم CoChR والذي يمكنه إنتاج تيارات مشحونة إيجابيًا، وإنزيم ينبعث منه الضوء الحيوي. ويتم إنتاج البروتينات، التي يتم تعبئتها في جسيم فيروسي معدّل وتوصيلها إلى الخلايا السرطانية، مع التعبير عن جيناتها في الميتوكوندريا.

يؤدي الحقن اللاحق لمادة كيميائية محددة إلى تشغيل ضوء الإنزيم لتنشيط CoChR، مما يؤدي إلى انهيار الميتوكوندريا.

والنصف الآخر من المعركة هو التأكد من أن هذا العلاج لا يتداخل مع الخلايا الطبيعية.

يتخصص مختبر ليو في تطوير علاجات موجهة لمكافحة السرطان. ويعتمد نظام التوصيل في هذا العمل على الفيروس الغدي المرتبط بالخلايا (AAV)، وهو فيروس معدٍ إلى حد ما تم تصميمه لحمل الجينات وتعزيز التعبير عنها لأغراض علاجية.

وقد عمل الفريق على تحسين النظام لتعزيز قدرته على علاج السرطان من خلال إضافة بروتين محفز لزيادة التعبير عن مستقبلات CoChR والإنزيم الحيوي في الخلايا السرطانية فقط. كما قام الباحثون بتصنيع الفيروس باستخدام خلايا بشرية تحتوي على الفيروس المحمل بالجينات داخل حامل نانوي طبيعي يشبه الحويصلات خارج الخلية والتي تنتشر في الدم البشري والسوائل البيولوجية.

وأضافت ليو: "إن هذا البناء يضمن الاستقرار في جسم الإنسان لأن هذه الجسيم يأتي من سلالة خلية بشرية".

وأخيرا، قام الباحثون بتطوير جسم مضاد وحيد النسيلة وربطوه بجسيم التوصيل، وهو مصمم للبحث عن مستقبلات على أسطح الخلايا السرطانية.

وأضافت: "يمكن لهذا الجسم المضاد أحادي النسيلة تحديد مستقبل محدد، وبالتالي يجد الخلايا السرطانية وينقل جيناتنا العلاجية، وقد استخدمنا أدوات متعددة لتأكيد هذا التأثير".

وتابعت: "بعد بناء مضادات مستقبلات الأروماتاز ​​باستخدام مُروّج خاص بالسرطان وجسيم نانوي يستهدف السرطان، وجدنا أن هذا العلاج قوي جدًا لعلاج أنواع متعددة من السرطان".

أظهرت التجارب التي أجريت على نماذج الفئران أن استراتيجية العلاج الجيني قللت بشكل كبير من عبء الورم مقارنة بالحيوانات غير المعالجة في نوعين من السرطان سريع النمو وصعب العلاج: سرطان الدماغ ورم أرومي دبقي وسرطان الثدي الثلاثي السلبي، بالإضافة إلى تقليص حجم الأورام، أدى العلاج إلى إطالة عمر الفئران المصابة بأورام أرومي دبقي.

كما أكدت دراسات التصوير التي أجريت على الحيوانات أن تأثيرات العلاج الجيني كانت مقتصرة على أنسجة السرطان ولم يكن من الممكن اكتشافها في الأنسجة الطبيعية.

وأشارت النتائج أيضًا إلى أن ربط الأجسام المضادة الأحادية النسيلة كان له فائدة إضافية تتمثل في تحفيز استجابة مناعية ضد الخلايا السرطانية في بيئة الورم.