طوّر باحثون من جامعة يلدز التقنية وجامعة مرمرة وجامعة إسطنبول-جراح باشا نظام لصقة قائمًا على الإبر الدقيقة لعلاج الميلانوما، وهي أحد أكثر أنواع سرطان الجلد شراسة. ويجمع النظام، المُنتج باستخدام طابعة حيوية ثلاثية الأبعاد، بين العلاج الكيميائي والعلاج الحراري الضوئي ضمن منصة واحدة.
أُجريت الدراسة ضمن مركز التميز للتكنولوجيا الحيوية الصحية للتطبيقات والبحوث المشتركة، الذي تأسس عام 2022 بشراكة بين الجامعات الثلاث. وحظيت المشاريع بدعم مجلس البحوث العلمية والتكنولوجية في Türkiye ورئاسة معاهد الصحة في Türkiye.
إيصال الدواء إلى المنطقة المستهدفة
أُنتجت في الدراسة، التي قادها الأستاذ الدكتور جَم بُولَنت أونتونداغ، عضو هيئة التدريس في قسم الهندسة الحيوية بجامعة يلدز التقنية ومدير مركز SABİOTEK، إبر دقيقة قائمة على الهيدروجيل. ويهدف النظام إلى إيصال العامل الكيميائي العلاجي مباشرة إلى المنطقة المستهدفة وإطلاقه بصورة محكومة.
ويحوّل المكوّن الحراري الضوئي الطاقة الضوئية إلى حرارة، ما يؤدي إلى ارتفاع موضعي في درجة الحرارة بمنطقة الورم. ويُراد من استخدام الآليتين معًا تعزيز التأثير العلاجي الموضعي والحد من الآثار الجانبية الجهازية المرتبطة بانتشار الدواء إلى مناطق أخرى من الجسم.
بنية نظام الإبر الدقيقة
وأوضح أونتونداغ أن النظام يتكون من جزأين وظيفيين. وتُستخدم نقاط الغرافين الكمومية التي يتراوح حجمها بين نحو 5 و10 نانومترات في قاعدة الإبر الدقيقة لإحداث التأثير الحراري الضوئي، فيما وُضع 5-فلورويوراسيل، المستخدم عاملًا كيميائيًا علاجيًا، في أطراف الإبر الدقيقة.
ومن المقرر تحفيز الإبر الدقيقة، المصنوعة من مواد حيوية قائمة على ألجينات الصوديوم والجيلاتين، بالضوء من الخارج بعد نفاذها إلى الجلد. ويهدف ذلك إلى إحداث ارتفاع محكوم في درجة الحرارة يصل إلى نحو 42 درجة في المنطقة المستهدفة، على أن يسهم ذلك في إطلاق الدواء.
وقال أونتونداغ إن الارتفاع الموضعي في درجة الحرارة قد يؤدي إلى اضطراب العمليات الخلوية في الخلايا السرطانية وتحفيز آليات الموت الخلوي المبرمج. وأضاف أن النظام يجمع التأثيرين الحراري الضوئي والكيميائي العلاجي ضمن بنية واحدة.
استكمال الدراسات المخبرية
اكتملت الدراسات المخبرية لنظام لصقة الإبر الدقيقة المطوّر على الخلايا السرطانية. ولكي يصل النظام إلى الاستخدام السريري، يلزم إجراء دراسات قبل سريرية وسريرية أكثر شمولًا.
وأوضح أونتونداغ أن المرحلة التالية ستشمل دراسات قبل سريرية تتضمن تجارب على الحيوانات، وأنه يمكن الانتقال إلى الدراسات السريرية في حال الحصول على نتائج ناجحة. وأشار إلى أن هذه المراحل تتطلب أبحاثًا طويلة الأمد وميزانيات كبيرة.
انطلاق الدراسة من مشروع عام 2021
تعود أسس الدراسات المتعلقة بتكنولوجيا الإبر الدقيقة إلى مشروع دعمه مجلس البحوث العلمية والتكنولوجية في Türkiye عام 2021. وفي المرحلة الأولى، قارن الباحثون الجيلاتين المنتج من جلود الأبقار في Türkiye بمنتج تجاري مستخدم على المستوى الدولي، وتوصلوا إلى امتلاكهما خصائص متشابهة.
وعقب هذه النتائج، بدأ استخدام الجيلاتين المحلي في أنظمة إيصال الأدوية القائمة على الإبر الدقيقة. وبعد ذلك، طُوّرت منصة لعلاج الميلانوما من خلال مشاريع مدعومة من مجلس البحوث العلمية والتكنولوجية في Türkiye ورئاسة معاهد الصحة في Türkiye.
تقديم طلبَي براءة اختراع
قُدّم طلبان منفصلان للحصول على براءة اختراع في إطار المشروع، خُصص أحدهما للنظام القائم على الإبر الدقيقة، والآخر لمنصة اختبار تُقيّم الأداء الميكانيكي للإبر الدقيقة.
وتُستخدم منصة الاختبار لتقييم مدى نفاذ الإبر الدقيقة إلى الجلد، والقوى التي تتولد أثناء التطبيق، وما إذا كانت الإبر الدقيقة تصل إلى طبقات الجلد المستهدفة.
وحصلت التكنولوجيا المطوّرة على الميدالية الذهبية وجائزة خاصة من جمعية مخترعي الملكية الفكرية العالمية في مسابقة دولية.
استخدام الجيلاتين المحلي
جُهّز الجيلاتين المستخدم في إنتاج الإبر الدقيقة من شركة منتجة تعمل في Türkiye. وقورِن المنتج المحلي بالمنتج المرجعي لمورّد دولي، وبعد الحصول على نتائج متشابهة، استمر استخدام الجيلاتين المحلي في الدراسات.
وأوضح أونتونداغ أنهم يهدفون على المدى الطويل إلى تحويل هذا النهج إلى خيار علاجي موضعي ومكمل ضد الخلايا السرطانية التي قد تبقى في المنطقة بعد الاستئصال الجراحي للورم. ويتطلب إثبات هذه الإمكانات استكمال الدراسات قبل السريرية والسريرية.