توليف جسيمات نانوية من الذهب الأخضر لعلاج السرطان باستخدام جزيئات حيوية – ترجمة* محمد جواد آل السيد ناصر الخضراوي

Synthesizing green gold nanoparticles for cancer therapy with biomolecules
(Tokyo Institute of Technology -مقدمة من معهد طوكيو للتكنولوجيا)

ملخص المقالة:

صمم علماء في معهد طوكيو للتكنولوجيا بروتوكولًا صديقًا للبيئة لتجميع جزيئات الذهب النانوية مع التشكل الأمثل لامتصاص الضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء باستخدام جزيء حيوي يسمى ببتيد ب3. وأشاروا في ورقتهم العلمية الى تخليق ألواح الذهب النانوية المثلثة والدائرية وفاعليتها في قتل الخلايا السرطانية عن طريق تحويل الضوء الممتص إلى حرارة، مما يوفر رؤى مفيدة لتطوير علاج السرطان غير الجراحي.

( المقالة )

صمم العلماء في معهد طوكيو للتكنولوجيا (طوكيو تيك) بروتوكولًا صديقًا للبيئة لتجميع جزيئات الذهب النانوية مع التشكل الأمثل لامتصاص الضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء باستخدام جزيء حيوي يسمى ببتيد ب3. وفي ورقتهم العلمية، أبلغوا عن تخليق ألواح الذهب النانوية المثلثة والدائرية وفعاليتها في قتل الخلايا السرطانية عن طريق تحويل الضوء الممتص إلى حرارة، مما يوفر رؤى مفيدة لتطوير علاج السرطان غير الجراحي.

وفي علاج السرطان، يتم تحديد فعالية النهج من خلال قدرته على الحفاظ على الخلايا غير السرطانية. وببساطة، كلما زادت الأضرار الجانبية، زادت الآثار الجانبية للعلاج. الوضع المثالي هو حيث يمكن فقط استهداف الخلايا السرطانية وتدميرها. وفي هذا الصدد، ظهر العلاج الحراري الضوئي – وهو نهج يمكن فيه تسخين الخلايا السرطانية الممتلئة بجسيمات الذهب النانوية وتدميرها باستخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة، الذي تمتصه بشدة جسيمات الذهب النانوية – كاستراتيجية واعدة بسبب طبيعتها المجتاحة الأدنى.

ويوضح البروفيسور ماسايوشي تاناكا من معهد طوكيو للتكنولوجيا، الذي يبحث المواد النانوية للتطبيقات الطبية الحيوية: “نظرًا لأن ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة قادر على اختراق الأنسجة البيولوجية، يمكنه إلقاء الضوء على جزيئات الذهب النانوية داخل الجسم وتحويلها إلى عوامل تسخين خلية بحجم النانو”.

وعلى وجه الخصوص، صفائح  الذهب هي جذابة للغاية كعوامل ضوحراري علاجية نظرا لامتصاصها الفعال لضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة. ومع ذلك، فإن تصنيع هذه الجسيمات النانوية يتطلب كواشف قاسية وظروف شديدة السمية، مما يجعل العملية خطرة. وفي دراسة جديدة، تناول البروفيسور تاناكا ومعاونيه من المملكة المتحدة (جامعة ليدز) وكوريا (جامعة تشونغ أنغ) هذه المشكلة الآن من خلال تطوير بروتوكول أكثر أمانًا وصديقًا للبيئة لتوليف صفائح الذهب، ونشرت نتائجه في مجلة “ايه سي تي ايه بيوماتيرياليا” (ACTA Biomaterialia) [١].

وأخذ الفريق التلميح من عملية تسمى “التمعدن الحيوي” التي تستخدم الجزيئات الحيوية لتوليد الجسيمات النانوية المعدنية ذات الهياكل القابلة للضبط. ويقول البروفيسور تاناكا: “الببتيدات، أو السلاسل القصيرة من الأحماض الأمينية، مرشحة جذابة بشكل خاص لهذا الغرض بسبب صغر حجمها واستقرارها نسبيًا. ومع ذلك، لم يتم الإبلاغ بعد عن استخدامها لإنتاج جسيمات ذهب نانوية مع الهياكل المثلى لامتصاص فعال لضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة”.

وبدأ الفريق متحفزًا بتحديد الببتيدات المناسبة لتعدين الصفائح الذهبية، وبعد انتقاء أكثر من 100 ببتيد، قرر الفريق فحص إمكانات الببتيد المسمى بي3 لتخليق صفائح ذهب بهيكل يمكن التحكم فيه يمكن أن يعمل كعوامل تحويل ضوئي حراري.

وفي عملية تسمى “تركيب وعاء واحد” ، قام الفريق بخلط ملح الذهب (HAuCl4)، جنبًا إلى جنب مع ببتيد بي3 ومشتقاته بتركيزات مختلفة في محلول منظم (محلول مائي مقاوم للتغيرات في الأس الهيدروجيني) عند درجة حموضة متعادلة وصفائح ذهب مثلثة ودائرية الشكل بمستويات مختلفة من امتصاص ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة بناءً على تركيز الببتيد.

ثم قام الفريق باختبار تأثير صفائح الذهب على الخلايا السرطانية المستنبتة في ظل ظروف مشعة، ووجدوا أنها تظهر التأثيرات العلاجية المرغوبة. وعلاوة على ذلك، عند توصيف الببتيد باستخدام مشتقات بي3، وجدوا أن حمضًا أمينيًا يسمى الهيستيدين يحكم بنية صفائح الذهب.

ويعلق البروفيسور تاناكا بحماس: “هذه النتائج لا توفر فقط طريقة اصطناعية سهلة وخضراء لصفائح الذهب، ولكن أيضًا نظرة ثاقبة لتنظيم تخليق الجسيمات النانوية القائمة على الببتيد”. ويضيف: “هذا يمكن أن يفتح الباب أمام تقنيات جديدة للتخليق غير السام للعوامل العلاجية النانوية”.

وفي الواقع، ربما نكون قد أصبنا الذهب بجسيمات الذهب النانوية!

*تمت الترجمة بتصرف

المصدر:

https://phys.org/news/2021-06-green-gold-nanoparticles-cancer-therapy.html

لمزيد من المعلومات: ماسايوستشي تاناكا وآخرون،  Synthesis of near-infrared absorbing triangular Au nanoplates using biomineralisation peptides, Acta Biomaterialia (2021).  DOI: 10.1016/j.actbio.2021.06.010

الهوامش:

[١] مجلة علمية شهرية محكمة تأسست في يناير 2005 وتنشرها إلسيڤيير، نيابة عن شركة أكتا ماتيرياليا وبرعاية الجمعية الامريكية للمعادن الدولية وجمعية المعادن والمواد.

لمزيد من الإطلاع حول هذا الموضوع ، يمكنكم مراجعة ما توصل اليه “الباحث الدكتور سعيد الجارودي” عام 2016م على هذا الرابط: https://www.newsofbahrain.com/trends/27175.html