أنابيب نانوية لإيصال الدواء أصغر من النملة بمليوني مرة

أنابيب نانوية لإيصال الدواء أصغر من النملة بمليوني مرة
TT

أنابيب نانوية لإيصال الدواء أصغر من النملة بمليوني مرة

أنابيب نانوية لإيصال الدواء أصغر من النملة بمليوني مرة

من خلال العمل على أنابيب مجهرية لا يزيد عرضها على جزء من المليون من شعرة الإنسان، صمم باحثون بجامعة جونز هوبكنز طريقة للتأكد من أن هذه الأنابيب الصغيرة في مأمن من أصغر التسريبات.
وتعتبر الأنابيب الخالية من التسرب (المصنوعة من الأنابيب النانوية التي تتجمع ذاتيًا وتصلح نفسها بنفسها ويمكن أن تربط نفسها ببنى حيوية مختلفة) خطوة مهمة نحو إنشاء شبكة أنابيب نانوية قد تقدم يومًا ما الأدوية والبروتينات والجزيئات المتخصصة إلى الخلايا المستهدفة في جسم الانسان. وقد تم تحديد القياسات عالية الدقة اليوم وفق مجلة «ساينس أدفانس» حسبما نقل موقع «Eurekalert» العلمي المتخصص.
فقد أفادت أستاذة الهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية ريبيكا شولمان التي شاركت بقيادة البحث الجديد «في حالتنا، يمكننا أيضًا ربط هذه الأنابيب بنقاط نهاية مختلفة لتشكيل شيء مثل السباكة... فقد عمل الفريق بأنابيب يبلغ قطرها حوالى سبعة نانومترات (حوالى مليوني مرة أصغر من النملة) وطولها عدة ميكرونات (حوالى طول جسيم الغبار)».
وتعتمد الطريقة على تقنية راسخة تعيد استخدام قطع من الحمض النووي ككتل بناء لتنمو وإصلاح الأنابيب مع تمكينها من البحث عن هياكل معينة والاتصال بها.
وقد صممت الدراسات السابقة هياكل مماثلة لإنشاء هياكل أقصر تسمى نانوبوريس nanopores. إذ تركز هذه التصميمات على قدرة المسام النانوية للحمض النووي على التحكم في نقل الجزيئات عبر الأغشية الدهنية المزروعة في المختبر والتي تحاكي غشاء الخلية.
ولكن إذا كانت الأنابيب النانوية مثل الأنابيب، فإن المسام النانوية تشبه تركيبات الأنابيب القصيرة التي لا يمكنها بمفردها الوصول إلى الأنابيب أو الخزانات أو المعدات الأخرى. لذا يتخصص فريق شولمان بتقنية النانو المستوحاة من الأحياء لمعالجة هذه الأنواع من المشاكل.
وتوضح شولمان «أن بناء أنبوب طويل من المسام يمكن أن يسمح للجزيئات ليس فقط بعبور مسام الغشاء الذي يحمل الجزيئات داخل غرفة أو خلية، ولكن أيضًا لتوجيه هذه الجزيئات بعد مغادرة الخلية. لقد تمكنا من بناء أنابيب تمتد من مسام أطول بكثير من تلك التي تم بناؤها من قبل والتي يمكن أن تجعل نقل الجزيئات على طول الطرق السريعة للأنابيب النانوية أقرب إلى الواقع».
وفي هذا الاطار، تتكون الأنابيب النانوية باستخدام خيوط الحمض النووي المنسوجة بين حلزونات مزدوجة مختلفة. إذ تحتوي هياكلها على فجوات صغيرة مثل مصائد الأصابع الصينية. وبسبب الأبعاد الصغيرة للغاية، لم يتمكن العلماء من اختبار ما إذا كانت الأنابيب قادرة على نقل الجزيئات لمسافات أطول دون تسريب أو ما إذا كانت الجزيئات يمكن أن تنزلق عبر فجوات جدرانها.
من أجل ذلك، قام الدكتور يي لي المتخصص بالهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية بجامعة جونز هوبكنز الذي شارك في قيادة الدراسة، بتغطية نهايات الأنابيب بـ«سدادات» DNA خاصة، كما قام بتشغيل محلول من جزيئات الفلورسنت لسد نهاية الأنبوب وتشغيل صنبور للتأكد من عدم تسرب المياه من خلالها ولتتبع معدلات التسرب والتدفق.
ومن خلال القياس الدقيق لشكل الأنابيب وكيفية ارتباط جزيئاتها الحيوية بمسامات نانو محددة ومدى سرعة تدفق المحلول الفلوري، أوضح الفريق كيف نقلت الأنابيب الجزيئات إلى أكياس صغيرة مزروعة في المختبر تشبه غشاء الخلية. حيث انزلقت الجزيئات المتوهجة من خلال شلال مثل الماء.
ويبين لي «الآن يمكننا أن نسمي هذا أكثر من نظام السباكة، لأننا نوجه تدفق مواد أو جزيئات معينة عبر مسافات أطول بكثير باستخدام هذه القنوات. نحن قادرون على التحكم في وقت إيقاف هذا التدفق باستخدام بنية DNA أخرى ترتبط على وجه التحديد بتلك القنوات لإيقاف هذا النقل، والعمل كصمام أو سدادة».
يمكن للأنابيب النانوية للحمض النووي أن تساعد العلماء على اكتساب فهم أفضل لكيفية تفاعل الخلايا العصبية مع بعضها البعض. كما يمكن للباحثين أيضًا استخدامها لدراسة أمراض مثل السرطان، ووظائف أكثر من 200 نوع من الخلايا في الجسم.
وسيجري الفريق بعد ذلك دراسات إضافية على الخلايا الصناعية والحقيقية وكذلك مع أنواع مختلفة من الجزيئات.


مقالات ذات صلة

وزارة الصحة: كل مستشفيات غزة ستتوقف عن العمل خلال 48 ساعة

المشرق العربي فلسطيني يحمل طفلة صغيرة مصابة داخل مستشفى كمال عدوان في قطاع غزة (أ.ف.ب)

وزارة الصحة: كل مستشفيات غزة ستتوقف عن العمل خلال 48 ساعة

حذرت وزارة الصحة في قطاع غزة من توقف جميع مستشفيات القطاع عن العمل أو تقليص خدماتها خلال 48 ساعة بسبب نقص الوقود، إذ ترفض إسرائيل دخوله للقطاع.

«الشرق الأوسط» (غزة)
صحتك سمنة البطن مع وزن طبيعي للجسم... مشكلة صحية تستدعي الاهتمام

سمنة البطن مع وزن طبيعي للجسم... مشكلة صحية تستدعي الاهتمام

تعتمد الأوساط الطبية بالعموم في تحديد «مقدار وزن الجسم» على عدد الكيلوغرامات بوصفه «رقماً»

د. حسن محمد صندقجي (الرياض)
صحتك الحياة الخاملة ترفع ضغط الدم لدى الأطفال

الحياة الخاملة ترفع ضغط الدم لدى الأطفال

كشفت أحدث دراسة تناولت العوامل المؤثرة على ضغط الدم، عن الخطورة الكبيرة للحياة الخاملة الخالية من النشاط على الصحة بشكل عام، وعلى الضغط بشكل خاص.

د. هاني رمزي عوض (القاهرة)
صحتك الصداع النصفي: خيارات العلاج المستهدف

الصداع النصفي: خيارات العلاج المستهدف

الصداع النصفي ليس مجرد صداع عادي يعاني منه الجميع في وقتٍ ما، بل هو اضطراب عصبي معقد يمكن أن يُشعر المريض وكأن العالم قد توقف.

د. عبد الحفيظ يحيى خوجة (جدة)
صحتك استشارات طبية: المغنيسيوم والنوم... وعدم تحمّل دواء خفض الكوليسترول

استشارات طبية: المغنيسيوم والنوم... وعدم تحمّل دواء خفض الكوليسترول

ما تأثير تناول المغنيسيوم الغذائي بالعموم، أو أقراص مكملات المغنيسيوم، على النوم؟

د. حسن محمد صندقجي

تجميد الجثث أملاً في إحيائها مستقبلاً لم يعد يقتصر على الخيال العلمي

إميل كيندزورا أحد مؤسسي شركة «توموروو بايوستيتس» (على اليمين) داخل مركز تخزين الجثث في سويسرا (أ.ف.ب)
إميل كيندزورا أحد مؤسسي شركة «توموروو بايوستيتس» (على اليمين) داخل مركز تخزين الجثث في سويسرا (أ.ف.ب)
TT

تجميد الجثث أملاً في إحيائها مستقبلاً لم يعد يقتصر على الخيال العلمي

إميل كيندزورا أحد مؤسسي شركة «توموروو بايوستيتس» (على اليمين) داخل مركز تخزين الجثث في سويسرا (أ.ف.ب)
إميل كيندزورا أحد مؤسسي شركة «توموروو بايوستيتس» (على اليمين) داخل مركز تخزين الجثث في سويسرا (أ.ف.ب)

قررت بيكا زيغلر البالغة 24 عاماً، تجميد جثتها في برّاد بعد وفاتها عن طريق مختبر في برلين، على أمل محدود بإعادة إحيائها مستقبلاً.

وقّعت هذه المرأة الأميركية التي تعيش وتعمل في العاصمة الألمانية، عقداً مع شركة «توموروو بايوستيتس» الناشئة المتخصصة في حفظ الموتى في درجات حرارة منخفضة جداً لإعادة إحيائهم في حال توصّل التقدم العلمي إلى ذلك يوماً ما.

وعندما تتوفى زيغلر، سيضع فريق من الأطباء جثتها في حوض من النيتروجين السائل عند حرارة 196 درجة مئوية تحت الصفر، ثم ينقلون الكبسولة إلى مركز في سويسرا.

وتقول زيغلر، وهي مديرة لقسم المنتجات في إحدى شركات التكنولوجيا في كاليفورنيا، لـ«وكالة الصحافة الفرنسية»: «بشكل عام، أحب الحياة ولدي فضول لمعرفة كيف سيبدو عالمنا في المستقبل».

ولم يعد علم حفظ الجسم بالتبريد الذي ظهر في ستينات القرن العشرين، مقتصراً على أصحاب الملايين أو الخيال العلمي كما ظهر في فيلم «ذي إمباير سترايكس باك» الذي تم فيه تجميد هان سولو، وفيلم «هايبرنيتس» حين يعود رجل تحرر من الجليد القطبي، إلى الحياة.

توفّر شركات في الولايات المتحدة هذه الخدمة أصلاً، ويُقدّر عدد الأشخاص الذي وُضعت جثثهم في التبريد الأبدي بـ500 فرد.

50 يورو شهرياً

تأسست «توموروو بايوستيتس» عام 2020 في برلين، وهي الشركة الأولى من نوعها في أوروبا.

وفي حديث إلى «وكالة الصحافة الفرنسية»، يقول إميل كيندزورا، أحد مؤسسي الشركة، إن أحد أهدافها «هو خفض التكاليف حتى يصبح تبريد الجثة في متناول الجميع».

إميل كيندزورا أحد مؤسسي «توموروو بايوستيتس» يقف داخل إحدى سيارات الإسعاف التابعة للشركة خارج مقرها في برلين (أ.ف.ب)

ولقاء مبلغ شهري قدره 50 يورو (نحو 52.70 دولار) تتقاضاه من زبائنها طيلة حياتهم، تتعهد الشركة الناشئة بتجميد جثثهم بعد وفاتهم.

يضاف إلى الـ50 يورو مبلغ مقطوع قدره 200 ألف يورو (نحو 211 ألف دولار) يُدفع بعد الوفاة - 75 ألف يورو (نحو 79 ألف دولار) لقاء تجميد الدماغ وحده - ويمكن أن يغطيه نظام تأمين على الحياة.

ويقول كيندزورا (38 سنة) المتحدر من مدينة دارمشتات في غرب ألمانيا، إنه درس الطب وتخصص في الأبحاث المتعلقة بالسرطان، قبل أن يتخلى عن هذا الاختصاص بسبب التقدم البطيء في المجال.

وتشير «توموروو بايوستيتس» إلى أنّ نحو 700 زبون متعاقد معها. وتقول إنها نفذت عمليات تبريد لأربعة أشخاص بحلول نهاية عام 2023.

ويلفت كيندزورا إلى أنّ غالبية زبائنه يتراوح عمرهم بين 30 و40 سنة، ويعملون في قطاع التكنولوجيا، والذكور أكثر من الإناث.

عندما يموت أحد الزبائن، تتعهد «توموروو بايوستيتس» بإرسال سيارة إسعاف مجهزة خصيصاً لتبريد المتوفى باستخدام الثلج والماء. يتم بعد ذلك حقن الجسم بمادة «حفظ بالتبريد» ونقله إلى المنشأة المخصصة في سويسرا.

دماغ أرنب

في عام 2016، نجح فريق من العلماء في حفظ دماغ أرنب بحال مثالية بفضل عملية تبريد. وفي مايو (أيار) من هذا العام، استخدم باحثون صينيون من جامعة فودان تقنية جديدة لتجميد أنسجة المخ البشري، تبين أنها تعمل بكامل طاقتها بعد 18 شهراً من التخزين المبرد.

لكنّ هولغر رينش، الباحث في معهد «آي إل كاي» في دريسدن (شرق ألمانيا)، يرى أنّ الآمال في إعادة شخص متجمد إلى الحياة في المستقبل القريب ضئيلة جداً.

ويقول لـ«وكالة الصحافة الفرنسية»: «نشكّ في ذلك. أنصح شخصياً بعدم اللجوء إلى مثل هذا الإجراء».

ويتابع: «في الممارسة الطبية، إنّ الحدّ الأقصى لبنية الأنسجة التي يمكن حفظها بالتبريد هو بحجم وسمك ظفر الإبهام، والوضع لم يتغير منذ سبعينات القرن العشرين».

ويقرّ كيندزورا بعدم وجود ضمانات، ويقول: «لا نعرف ما إذا كان ذلك ممكناً أم لا. أعتقد أن هناك فرصة جيدة، لكن هل أنا متأكد؟ قطعاً لا».

بغض النظر عما يمكن أن يحدث في المستقبل، تقول زيغلر إنها متأكدة من أنها لن تندم على قرارها. وتضيف: «قد يبدو الأمر غريباً، لكن من ناحية أخرى، البديل هو أن يضعوك داخل تابوت وتأكلك الديدان».