מאלקטרוניקה לננו-רפואה: ג'ל ייחודי שפותח ביבמ מאפשר להוביל תרופה לסרטן ישירות אל מקום הגידול

שימוש בג'ל מצמצם את מימדי הגידול לאחר מספר קטן יותר של טיפול בהרצפטין בהשוואה לעירוי רגיל של התרופה – ומונע ירידה במשקל

מדענים במעבדת המחקר של יבמ בשיתוף פעולה עם חוקרים במכון לביו-הנדסה וננו-טכנולוגיה בסינגפור, מציגים שיטה פורצת דרך להולכת תרופות בגוף האנושי, ומדגימים לראשונה ג'ל מבוסס מים בלתי-רעיל, מתכלה ביולוגית ובעל מבנה התואם לזה של הגוף האנושי, המאפשר להוביל ביעילות את התרופות לחולות בסרטן השד אל המקום בו הן נדרשות לפעול.

המחקר הנוכחי זיהה כי אצל כ- 25% מחולות סרטן השד מופיע קולטן צמיחה של האפידמיס מסוג 2 (human epidermal growth factor receptor 2 – HER2). מדובר בסוג של תא סרטני הנחשב אגרסיבי במיוחד, בשל קצב ההתפשטות המהיר שלו ושיעור השרידות הנמוך של חולים בהם הוא נמצא.

הטיפול בסרטן השד משתנה על פי הגודל, שלב הגידול וקצב הצמיחה שלו, כמו גם על פי סוג הגידול עצמו. כיום, מוגדרות שלוש קטגוריות של טיפולים לאחר ניתוח כירורגי להסרת הגידול: טיפול בולם הורמונים, כימותרפיה, ונוגדנים חד-שבטיים monoclonal antibodies – mAbs)). התרופה המוכרת ביותר בסוג הטיפול הזה, היא ההרצפטין.

במקרה של טיפול בנוגדנים, דוגמת ההרצפטין, משולבת התרופה בתמיסת מלח, וניתנת בעירוי. הנוגדנים מתמקדים בתאים או בחלבונים מוגדרים, ובולמים קולטנים מסוימים בתאים האלה על מנת להרוס את התאים הסרטניים ולבלום את התפשטות הגידול. אלא שהתרופות נספגות ומפורקות בגוף כולו, ולפיכך משך חייהן הפעילים אינו ארוך והאפקטיביות שלהן מוגבלת בעת שהן מוזרקות ישירות אל מחזור הדם.

על מנת להתמודד עם הבעיה הזאת, פיתחו החוקרים ביבמ ובמכון לביו-הנדסה וננו-טכנולוגיה בסינגפור ג'ל סינטטי חדשני, המורכב מ- 96% מים בשילוב עם פולימר מתכלה ביולוגית. הג'ל החדש הזה מסוגל לשאת מגוון רחב של מטעני תרופות, החל ממולקולות קטנות ועד למולקולות גדולות, דוגמת אלה של הנוגדנים המשמשים לטיפול בסרטן.

החומר הייחודי החדש הזה מציג גם רבים מהמאפיינים של פולימרים מסיסים במים התואמים למבנה הביולוגי האנושי, הממשיכים לשמור על צורתם מבלי להיעלם לחלוטין. כך, יכול הג'ל לתפקד כמחסן תרופות, ולשחרר את תוכנו בתהליך איטי, במקום בו הוא נדרש בגוף: ישירות אל תוך איזור הגידול, ולאורך שבועות רבים במקום ימים אחדים בלבד בהם שורדות תרופות הניתנות בעירוי. לאחר שהסתיימה אספקת התרופה, מתכלה הג'ל בתהליך טבעי, עובר ומופרש מן הגוף.

הפיתוח הרפואי הנוכחי נשען על מחקרים וטכנולוגיות חדשניות שנולדו במעבדות המחקר של יבמ ונועדו במקורם לשימושים בתחומי האלקטרוניקה. הג'ל מסוגל להבטיח אספקה סדירה של תרופות, מבלי לגרות ולגרום תגובה משמעותית של המערכת החיסונית נגדו ולשלוח את התרופה ישירות אל תאי הגידול הסרטני, מבלי לפגוע בתאים בריאים המקיפים אותו.

במחקרים בבעלי חיים, שהתבצעו במכון לביו-הנדסה וננו-טכנולוגיה בסינגפור, נמצאו תוצאות משופרות בעת מתן הנוגדנים באמצעות הג'ל, גם במינונים נמוכים, בהשוואה למתן הנוגדנים בפני עצמם, בשיטות שהיו קיימות עד עתה.

מימדי הגידול: לאחר טיפול במשך 28 ימים, נרשם צמצום של 77% במימדי הגידול בבעלי חיים שטופלו בג'ל בהזרקה תת-עורית באתר הגידול, לעומת 0% צמצום בבעלי חיים שקיבלו מינון זהה של התרופה בעירוי.

תדירות הטיפול: בהזרקה תת-עורית של הנוגדנים המעורבים בג'ל בנקודה רחוקה במיוחד מהגידול, הצליחו החוקרים להקטין את תדירות ההזרקות הנדרשות מארבע לאחת, תוך שמירה על אפקט ריפוי זהה – הכול בהשוואה לעירוי הנוגדנים בתמיסה אל תוך הווריד.

משקל: הולכת התרופה ישירות אל הגידול עצמו, מאפשרת לפגוע רק בתאים הנגועים, ולהותיר תאים בריאים על מקומם. התוצאות האלה איפשרו לבעלי החיים בהם נוסה הטיפול להציג עליה יציבה עד מתונה במשקלם במהלך המחקר, לעומת אבדן משמעותי של משקל המאפיין את הטיפולים בתרופות לסרטן.

ללא רעילות: כיוון שהג'ל על בסיס המים אינו רעיל, הציג המחקר רמה גבוהה של כושר התכלות ביולוגית. לא נרשמה תגובה של גירוי המערכת החיסונית או דלקת, והחומר השלים תהליך מלא של התכלות ומעבר בגוף בתוך שישה שבועות.

יבמ מפתחת חומרים חדשים בתחום הננו-רפואה מאז 2003. אספקה יציבה של הרצפטין במקום המדויק של הגידול הסרטני, באמצעות הג'ל הייחודי של יבמ, מספקת יעילות גבוהה יותר של המלחמה בגידול, ומצמצמת את תדירות ההזרקה. כך, ניתן לשפר את רמת ההיענות לטיפול, ולהציע אלטרנטיבה משופרת לטיפול הקיימים בסרטן השד. ביבמ מעריכים כי הטכנולוגיה תוכל לשמש גם להולכת סוגים אחרים של נוגדנים או חלבונים, לטיפול במחלות נוספות.

תוכנית המחקר של יבמ בתחום הפולימרים לשימושים ננו-רפואיים החלה לפעול לפני ארבע שנים, ומתבססת על הניסיון אותו צברה החברה לאורך עשרות שנות פיתוח חומרים שהתמקדו מסורתית בעולם המוליכים למחצה.

המחקר המלא מתפרסם השבוע בעיתון המדעי Advanced Functional Materials.