- يناير 12, 2021
- مميزة
- العلوم الصرفة
- النانوية , السرطان , الذهب
الانتاج الأخضر للدقائق النانوية للذهب المشع لعلاج أمراض السرطان
في العقدين الماضيين بدأ العلماء بالبحث عن طريقة جديدة لمعالجة الاورام السرطانية وبالأخص تلك التي تكون محاطة بأعضاء أخرى طبيعية مثل سرطان البروستات أو سرطان الرئتين. ركز العلماء على ان تكون هذه الطريقة ليس لها آثار جانبية أو أضرار على المريض او على أعضاء الجسم الاخرى الطبيعية بعد أكمال العلاج مقارنة بباقي الطرق العلاجية المستخدمة حاليا كالعلاج الكيمياوي والعلاج الاشعاعي فكلا هاتين الطريقتين لهما آثار جانبية و أضرارعلى بقية اعضاء الجسم تظهر بعد العلاج. الطريقة الواعدة لعلاج السرطان هي بأستخدام الدقائق النانوية المشعة التي يتم أنتاجها بأستخدام عنصرالذهب المشع بوجود المواد الطبيعية المستخلصة من النباتات (وفي دراستنا هذه قمنا بأستخدام مادة المانجفرين المستخلصة من فواكه المانجو كعامل مختزل لأنتاج دقائق الذهب المشعة وتم أنتاج الدقائق المشعة التي أثبتت فعاليتها في قتل الخلايا السرطانية من خلال التجارب التي تم أجرأئها على الفئران).
على مدى العقدين الماضيين ، كان هناك اهتمام متزايد بتقنية النانو المشعة لتصويروعلاج بعض أنواع السرطان كسرطان البروستات . يأتي هذا الاهتمام من خصائص الدقائق النانوية المشعة التي تسمح بتصميم الدقائق النانوية العلاجية وإنشاءها لتتناسب مع حجم الأوعية الدموية للورم ، مما يسمح لأطباء الأورام بتحقيق الحمولة العلاجية المثلى مع التوزيع المتجانس لضمان الحد الأدنى من التسرب الإشعاعي من موقع الورم المستهدف. يمكن أن تكون الدقائق المشعة مفيدة في علاج السرطان وتصويره ، حيث يمكنها توصيل جرعة إشعاعية ذات تركيز عالي من النشاط الإشعاعي مباشرة إلى الخلايا السرطانية والمكونات الخلوية لأن كل دقيقة نانوية تحتوي على عدد كبير من ذرات الذهب المشع. علاوة على ذلك ، يمكن أن ترتبط تلك الدقائق النانوية للذهب المشع بسهولة مع عوامل أستهداف مثل الأجسام المضادة والببتيدات التي تكون أنتقائية للمستقبلات التي يتم تكوينها بشكل مفرط بواسطة الأنسجة المريضة. تقدم هذه المزايا الفريدة فرصًا متجددة في تصميم وتطوير عوامل علاجية نانوية خاصة لعلاج السرطان.
ما المقصود بالانتاج الأخضر للدقائق النانوية: يقصد به أستخدام المواد المستخلصة من النباتات كعوامل أختزال وكذلك عوامل أستقرار لتحويل ذرات العنصر الى دقائق نانوية بدلاً من المركبات الكيميائية التي تكون سامة وتتسبب في آثار ضارة في التطبيقات الطبية. تحتوي الأعشاب والمواد المستخلصة من النباتات على مضادات أكسدة قوية وهي غير سامة. من هذه المواد التي يمكن أستخدامها لانتاج الدقائق النانوية للذهب هي فول الصويا, الشاي, القرفة, ومادة المانجفرين المستخلصة من فواكه المانجو, حيث تعمل هذه المواد كعوامل أختزال وأستقرار مزدوجة لتركيب دقائق الذهب النانوية.
لماذاعنصر الذهب المشع؟ الخصائص الاشعاعية لعنصر الذهب المشع ( Au-198) من ناحية عمر النصف ومن ناحية طاقة أشعاع البيتا β الذي يبعثه, تلك الخصائص جعلته يكون أفضل مرشح لأنتاج الدقائق النانوية للذهب المشع التي يمكن أستخدامها في التطبيقات الطبية. مدى أشعة β يعتبرطويل بما يكفي لأعطاء جرعة عالية كافية لقتل خلايا الورم وهو قصير بما يكفي لتقليل جرعة الإشعاع الكبيرة إلى الأنسجة الطبيعية بالقرب من محيط الورم. يتيح عمر النصف لجسيمات بيتا (2.7 يومًا Au-198 ) وقتًا كافيًا لدقائق الذهب النانوية المشعة للوصول إلى الورم وإيداع جرعات الإشعاع في الورم . ويكون ايضا زمناً مناسباً لأنخفاض مستوى الاشعاع في الجسم. لذلك ، ليس من الضروري إزالة مصدر الإشعاع كما هو الحال مع المصادر أخرى ، لأنه بعد حوالي 10 أيام من إعطاء المريض تلك الدقائق النانوية للذهب المشع ، سوف يصبح نشاطها الاشعاعي منخفضا جدا لذلك لا حاجة لأزالتها من الجسم، وهذا أمر مهم فيما يتعلق بالسلامة الإشعاعية للمريض وللناس المحيطين به.
بسبب تلك الخصائص التي تمتاز بها الدقائق النانوية للذهب المشع وأمكانية أستخدامها لعلاج السرطان. حاول العلماء أيجاد طرق لأنتاجها بدون أستخدام مواد كيماوية سامة لتكون آمنة في التطبيقات الطبية. لقد نجح العلماء في أنتاج هذا النوع من الدقائق بأستخدام مواد مستخلصة من النباتات كعامل مختزل و ثبات فعاليتها في التجارب على الحيوانات. نحن في دراستنا أستخدمنا ولأول مرة مادة المانجفرين المستخلصة من فواكه المانجو التي هي بدورها تعتبر عامل مؤكسد قوي لأنتاج الدقائق النانوية للذهب المشع. وبعد أن تكللت المحاولات بالنجاح وتم أنتاج دقائق نانوية للذهب المشع بأستخدام المانجفرين كعامل مختزل؛ تم أجراء تجارب على الفئران لبيان مدى فعالية هذا النوع من الدقائق لشفاء الاورام السرطانية. بعد نهاية الدراسة تم أثبات أن هذه الدقائق جدا فعالة لقتل خلايا السرطان وتصغير حجم الورم وقد كانت فعالية هذا النوع من الدقائق أكثر بكثير من الانواع الاخرى لدقائق الذهب المشع المنتجة سابقا. وجود مادة المانجفرين التي تعتبر مادة مؤكسدة مع تركيب دقائق الذهب المشع النانوية زاد من فعالية هذه الدقائق لقتل الخلايا السرطانية.
تقنية النانو تكنولوجي الخضراء بأستخدام مادة المانجفرين كعامل مختزل أثبتت فعاليتها لأنتاج الدقائق النانوية للذهب المشع التي بدورها أثبتت فعاليتها في قتل الخلايا السرطانية وتقليص حجم الورم السرطاني في الفئران. حيث أن هذا النوع من الدقائق كانت فعاليته أكبر من الانواع الاخرى من الدقائق النانوية للذهب المشع وذلك يعود لسببن السبب الاول هو بسبب أشعة بيتا التي يبعثها عنصر الذهب المشع والتي كانت طاقتها كافية لقتل الخلايا السرطانية أما السبب الثاني فهو وجود مادة المانجفرين ضمن تركيبة هذه الدقائق حيث ان هذه المادة مضادة للالتهابات والاورام وبذلك تكون فعالة لقتل الخلايا السرطانية.
تشير النتائج الواعدة لهذه الدراسة ، والتي أثببت نجاح هذا النوع من الدقائق النانوية لقتل الخلايا السرطانية في الفئران، أمكانية أجراء التجارب على حيوانات أخرى أكثرشبها بالانسان كالقرود ومن ثم اجراء التجارب على المتطوعين من مرضى السرطان في المستقبل الى أن يتم أعتمادها كأحد الطرق العلاجية لمرض السرطان ( وقانا الله وأياكم من هذا المرض اللعين).
المصادر
1- Amal Yousif Al-Yasiri, Synthesis and evaluation of radioactive gold nanoparticles for cancer treatment and imaging, Ph.D. Thesis, 2015, https://mospace.umsystem.edu/xmlui/handle/10355/49054
2- AY Al-Yasiri, M Khoobchandani, CS Cutler, L Watkinson, T Carmack, CJ Smith, M Kuchuk, SK Loyalka, AB Lugão, KV Katti, Mangiferin functionalized radioactive gold nanoparticles (MGF-198AuNPs) in prostate tumor therapy: green nanotechnology for production, in vivo tumor retention and evaluation of therapeutic efficacy, Dalton Transactions (2017), 46 (42).