ננו-רפואה: האם גידולים סרטניים משפיעים על שחרור תרופות?

חלקיקי סיליקון נקבובי משמשים כפלטפורמה להובלת תרופות אנטי-סרטניות (הצבועות בתרשים בצבע ירוק-זוהר) ולשחרורן בגידולי סרטן השד. פירוק הסיליקון בסביבת הגידול הסרטני נחקר באמצעות שיטות דימות חדשניות. החוקרים עקבו אחר פירוק החומר ברקמה הסרטנית וחשפו את מנגנון הפירוק שלו, המאפשר שחרור של תרופות הכלואות בתווך הנקבובי.

פרופסור אסתי סגל

“אריזות סיליקון”, לשחרור מקומי של תרופות אנטי-סרטניות, מתפרקות באופן שונה ברקמת הגידול. המחקר נערך בטכניון, ב-MIT ובהארוורד. פרופסור אסתי סגל, העומדת בראש הקבוצה הטכניונית, מסבירה כי עובדה זו משפיעה על יעילותן הקלינית.

מאמר חדש בכתב העת היוקרתי Nature Communications חושף כי סיליקון ננו-נקבובי, המיועד לשחרור מבוקר של תרופות כימותרפיות, מתנהג בצורה שונה בסביבת גידול סרטני בהשוואה לרקמה בריאה. מדובר במחקר משותף הנערך בטכניון, ב-MIT ובבית הספר לרפואה בהארוורד. פרופסור אסתי סגל, העומדת בראש הקבוצה הטכניונית שהובילה את המחקר, מסבירה כי ״אנו מראים לראשונה כי ביו-חומרים בכלל, וסיליקון נקבובי בפרט, מתנהגים בצורה שונה כאשר הם מוזרקים (או מושתלים) בסביבת רקמה סרטנית. בשנים האחרונות הצלחנו להנדס סיליקון כך שישמש כ’אריזה’ המובילה תרופות אנטי-סרטניות ומשחררת אותן בצורה מבוקרת, וכעת התמקדנו במנגנון התפרקותו של הסיליקון ברקמת היעד הסרטנית.”

סיליקון נקבובי (Porous Silicon) הוא שם כולל למשפחה של חומרים מבוססי-סיליקון המכילים חורים ננו-מטריים. חומר זה ידוע כיום כ’אריזה’ (פלטפורמה) יעילה להובלת תרופות, וזאת בשל תכונותיו הייחודיות: שטח פנים גדול (הזָמין להעמסת התרופה), תאימוּת ביולוגית (biocompatbility) והתפרקות בטוחה ולא רעילה בגוף (bio-degradability). בשנים האחרונות פיתחו פרופסור סגל והדוקטורנטית עדי צור בלטר ‘אריזות’ כאלה להובלת תרופות אנטי-סרטניות. באמצעות תכנון מדויק של קוטר הנקבוביות בסיליקון, ושליטה בכימיית פני-השטח שלהן, השיגה הקבוצה תכונות אופטימליות להסעת תרופות בתוך הגוף ולשחרורן באתר המטרה.

אחד הממצאים החשובים במחקר זה, שבו נבחנה הפלטפורמה האמורה ברקמות סרטן שד, קשור בתהליך הפירוק של הסיליקון. המחקר הוכיח שהגידול הסרטני משחרר חומרים הגורמים לחימצון מואץ של אותה ‘אריזה’ ומפרק אותה בקצב מהיר יותר בהשוואה לניסויים שנערכו במעבדה. המאמר שופך אור על תהליך פירוק הסיליקון בסביבת הגידול, ומאפשר תכנון מוקדם ומושכל של מבנה הסיליקון להשגת שחרור מבוקר של התרופה באתר המטרה.

על פרופסור אסתי סגל:

פרופסור סגל השלימה את שלושת התארים שלה בפקולטה להנדסה כימית בטכניון. בשנת 2007, לאחר פוסט-דוקטורט בפקולטה לכימיה וביוכימיה באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו (UCSD), היא הצטרפה לפקולטה להנדסת ביו-טכנולוגיה ומזון בטכניון. כיום היא עומדת בראש המעבדה לננו-חומרים פונקציונליים בפקולטה, ובשנה האחרונה זכתה בפרס הנרי טאוב להצטיינות במחקר אקדמי ובפרס ינאי למצויינות בחינוך אקדמי.

שמו המלא של המאמר: 

Mechanism of Erosion of Nanostructured Porous Silicon Drug Carriers in Neoplastic Tissues