في القتال ضد السرطان، أحد مجالات البحث المهمة هو البحث عن بدائل آمنة للعلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي. تهاجم هذه العلاجات الخلايا السرطانية والخلايا السليمة، مما يعرض المرضى لآثار جانبية خطيرة.
لقد قام فريق من العلماء من جامعة تكساس في أوستن وجامعة بورتو في البرتغال بتقريب البديل خطوة واحدة. لقد طوروا مواد قادرة على تحويل ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة، أو NIR، بكفاءة وأمان إلى حرارة يمكن استهدافها بشكل كبير ضد الخلايا السرطانية. موادها هي أكسيد القصدير (SnOس) رقائق النانو، وهي جسيمات صغيرة يبلغ سمكها أقل من 20 نانومتر (النانومتر هو جزء من ألف مليون من المتر).
النتائج التي توصل إليها الفريق، والتي نشرت في مجلة ACS Nano، تقدم أملا جديدا لتصميم العلاجات الحرارية الضوئية، وهو الاسم الذي يطلق على هذه الأنواع من العلاجات المعتمدة على الضوء.
العلاج الحراري الضوئي هو إجراء غير جراحي يعمل على تسخين الخلايا السرطانية لتدميرها. وهو يعمل عن طريق اختراق الخلايا السرطانية بمواد تمتص الضوء وتحوله إلى حرارة – في هذه الحالة، SnOس رقائق النانو – والتي يمكن تصميمها بحيث تتراكم على وجه التحديد في أنسجة الورم. ثم يتم استهدافها بالضوء بطول موجي يمنح هذه المواد الطاقة التي تحتاجها لإنتاج حرارة تقتل السرطان ولكنها لا تلحق الضرر بالأنسجة السليمة.
يقترح الباحثون أن SnOس يمكن للرقائق النانوية تحسين هذه الأنواع من المعالجات من خلال توفير قدر أكبر من الكفاءة الحرارية والتوافق الحيوي والقدرة على تحمل التكاليف مقارنة بالمواد الأخرى المستخدمة في مثل هذه العمليات.
وقالت جان آن إنكورفيا، أستاذة الهندسة في جامعة تكساس وأحد قادة المشروع، في بيان صحفي: “كان هدفنا هو إنشاء علاج ليس فعالًا فحسب، بل أيضًا آمنًا ويمكن الوصول إليه”. “مع مزيج من ضوء LED وSnOس رقائق النانو، قمنا بتطوير طريقة لاستهداف الخلايا السرطانية بدقة مع ترك الخلايا السليمة دون مساس.
ولتقييم الكفاءة الحرارية للمادة الجديدة، طور الفريق نظامًا خاصًا يعتمد على مصابيح LED القريبة من الأشعة تحت الحمراء (NIR-LEDs) التي تنبعث منها ضوءًا بطول موجة يبلغ 810 نانومتر، وهو آمن للأنسجة البيولوجية. على عكس أنظمة الليزر التقليدية، توفر مصابيح NIR-LED إضاءة أكثر تجانسًا واستقرارًا، وتقلل من خطر ارتفاع درجة الحرارة، وتتطلب الحد الأدنى من الاستثمار. تبلغ تكلفة الإعداد التجريبي بأكمله، القادر على تشعيع ما يصل إلى 24 عينة في نفس الوقت، حوالي 530 دولارًا، مما يجعله أداة ميسورة التكلفة ومتعددة الاستخدامات لأبحاث الطب الحيوي.
النتائج من إشعاع NIR على SnOس-الخلايا السرطانية المعالجة كانت مشجعة. وذكرت جامعة تكساس أنه في أقل من 30 دقيقة من التعرض لهذه الطريقة، قتلت هذه الطريقة ما يصل إلى 92% من خلايا سرطان الجلد و50% من خلايا سرطان القولون والمستقيم. وقد تم تحقيق ذلك دون أي آثار ضارة على خلايا الجلد السليمة، مما يدل على سلامة وانتقائية هذا النهج.
