علاج ضوئي جديد بالـLED يفتح آفاقًا واعدة لمكافحة السرطان بدقة
لقد قطع علاج السرطان شوطًا طويلًا، إلا أن العديد من علاجات اليوم لا تزال باهظة التكاليف: ليس فقط المادية، بل الجسدية والنفسية أيضًان ولا يزال العلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي أدوات حيوية، إلا أنهما غالبًا ما يُلحقان الضرر بالخلايا السليمة إلى جانب الخلايا السرطانية، مما يُرهق المرضى ويجعلهم عُرضة لآثار جانبية طويلة الأمد، في جميع أنحاء العالم، يبحث الأطباء عن علاجات فعالة ولطيفة، وقادرة على استهداف الأورام بدقة مع الحفاظ على بقية الجسم.
ووفقا لموقع “sciencealert” قدّم باحثون أمريكيون علاجًا ضوئيًا جديدًا واعدًا ، قد يُحدث نقلة نوعية في علاج السرطان، يجمع اكتشافهم بين ضوء LED القريب من الأشعة تحت الحمراء ورقائق نانوية من أكسيد القصدير، تُعرف باسم رقائق SnOx النانوية ، لقتل الخلايا السرطانية مع الحفاظ على سلامة الخلايا السليمة.
في هذه الحالة، تعتمد العملية على أنظمة LED منخفضة التكلفة وسهلة المنال، بدلاً من الليزر المتخصص، يقلل هذا النهج من تلف الأنسجة المحيطة، وقد يوفر مستقبلاً بديلاً أكثر أمانًا وأقل تدخلاً من العلاج الكيميائي أو العلاج الإشعاعي.
يقوم هذا الابتكار على مفهوم بسيط: استخدام الضوء لتوليد حرارة موضعية تستهدف الخلايا السرطانية وتقضي عليها، صمم الفريق رقائق SnOx النانوية لامتصاص الأشعة تحت الحمراء القريبة بكفاءة، وهو طول موجي قادر على اختراق الأنسجة البيولوجية بأمان.
عند إضاءتها، تعمل هذه الرقائق النانوية كسخانات مجهرية، منتجةً حرارة كافية لتدمير أغشية وبروتينات الخلايا السرطانية، مما يؤدي في النهاية إلى موتها، تبقى الأنسجة السليمة غير متأثرة إلى حد كبير لأنها أقل حساسية للحرارة، ولأن الرقائق النانوية يمكن توجيهها تحديدًا نحو الخلايا الخبيثة.
تعتمد عملية التسخين المُستهدفة هذه، المعروفة بالعلاج الضوئي الحراري، على آلية فيزيائية بدلاً من كيميائية، هذا يعني أنها تُجنّب العديد من الآثار الجانبية الجهازية الشائعة مع العلاج الكيميائي.
تستخدم أنظمة التصوير الحراري الضوئي التقليدية أشعة الليزر لقدرتها على تركيز الضوء بدقة في أعماق الأنسجة، إلا أن هذه الشدة نفسها قد تُلحق الضرر بالخلايا السليمة، وتتطلب معدات باهظة الثمن، وتُقيد استخدامها في مرافق متخصصة للغاية.
في هذه الدراسة، استبدل الباحثون الليزر بمصابيح الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs)، التي تُصدر طيفًا أوسع وألطف من الضوء، تُنتج مصابيح LED تسخينًا أكثر تجانسًا، وهي أقل عرضة لحرق أو إتلاف الأنسجة السليمة، كما أنها رخيصة الثمن وسهلة الحمل، مما يجعلها مناسبة للاستخدام السريري أو حتى المنزلي.
في دراسات معملية ، دمر ضوء LED الممزوج برقائق SnOx النانوية ما يصل إلى 92% من خلايا سرطان الجلد و50% من خلايا سرطان القولون والمستقيم في غضون 30 دقيقة، ولم تتأثر خلايا الجلد البشري السليمة.
هذا المستوى من الانتقائية يجعل هذه التقنية واعدة بشكل خاص لسرطانات مثل الورم الميلانيني وسرطان الخلايا القاعدية، والتي يمكن علاجها مباشرةً بالتعرض للضوء، وتُعدّ هذه الدقة نادرة في تقنيات التصوير الحراري الضوئي، التي غالبًا ما تُعرّض الأنسجة المحيطة للخطر.
ومن خلال تحويل ثاني كبريتيد القصدير (SnS₂) إلى رقائق نانوية من أكسيد القصدير المؤكسج، ابتكر الباحثون هياكل تمتص الضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء بشكل أكثر فعالية.
يُحسّن هذا التحويل الأداء الضوئي الحراري، ويتيح إنتاج رقائق النانو باستخدام طرق تركيب مائية غير سامة، تتجنب هذه العملية المذيبات الضارة وخطوات التصنيع المكلفة، مما يجعلها قابلة للتطوير ومستدامة ومناسبة للتطبيقات الطبية.
يتصور الفريق أجهزة LED مدمجة يمكن تطبيقها مباشرة على الجلد بعد إزالة الورم جراحيًا لتدمير أي خلايا خبيثة متبقية وتقليل خطر تكرار ظهوره، على سبيل المثال، بعد إزالة الورم الميلانيني أو سرطان الخلايا القاعدية، يُمكن لجهاز LED يشبه الرقعة الطبية أن يُصدر ضوءًا مُركزًا لتنشيط الرقائق النانوية في موقع الجراحة. هذا النوع من العلاج المنزلي المحمول يُمكن أن يجعل رعاية مرضى السرطان بعد الجراحة أكثر أمانًا وراحةً وأقل اعتمادًا على زيارات المستشفى.
يفتح هذا الابتكار أيضًا الباب أمام العلاجات المركبة، فالعلاج الضوئي الحراري يمكن أن يجعل خلايا السرطان أكثر عرضة لأشكال أخرى من العلاج، مثل العلاج المناعي أو الأدوية الموجهة .
يمكن للحرارة الناتجة عن الضوء أن تُضعف خلايا الورم، وتزيد من نفاذية أغشيتها، وتُحفز استجابات مناعية تُساعد الجسم على تحديد السرطان والقضاء عليه، كما ان دمج العلاج الضوئي الحراري القائم على الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) مع أساليب علاجية أخرى قد يجعل خطط العلاج أكثر دقة وفعالية وأقل سمية.
على الرغم من أنها لا تزال في مراحلها الأولى، إلا أن الباحثين يعملون على تحسين هذه التقنية واستكشاف تطبيقات جديدة، يدرسون كيفية تأثير اختلاف أطوال الموجات وأوقات التعرض على النتائج، ويبحثون في إمكانية وصول مواد أخرى مشابهة لأكسيد القصدير إلى أنسجة أعمق، مثل تلك المصابة بسرطان الثدي أو سرطان القولون والمستقيم.
وهناك مجال آخر للتطوير يتمثل في أنظمة النانو فليكس القابلة للزرع: وهي أجهزة صغيرة متوافقة حيوياً يمكنها توفير التحكم الضوئي الحراري المستمر داخل الجسم.
تُعد إمكانية الوصول إلى هذه الأجهزة من أكثر جوانب هذا العمل إثارةً للاهتمام، فنظرًا لانخفاض تكلفة تصنيعها وسهولة تشغيلها، يُمكن استخدامها في المناطق ذات الموارد المحدودة حيث يكون الوصول إلى رعاية مرضى السرطان محدودًا.
يمكن أن يُسهّل هذا تعميم العلاج المتقدم بتوسيع نطاقه ليشمل ما هو أبعد من المستشفيات الكبرى، بالنسبة للسرطانات السطحية التي تُكتشف مبكرًا، قد يُدمج علاج الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) في إجراءات العيادات الخارجية أو الإجراءات التجميلية، مما يُقلل من وقت التعافي ويُحسّن جودة الحياة.
السلامة هي ميزة رئيسية أخرى
يُلحق العلاج الكيميائي الضرر بالخلايا السليمة سريعة الانقسام في الجسم، بينما يُمكن أن يُلحق العلاج الإشعاعي الضرر بالأنسجة السليمة ويُسبب التعب أو التندب، على النقيض من ذلك، يقتصر تأثير العلاج الضوئي الحراري على الموقع المُضاء، فهو لا يُسبب أي سمية جهازية، ولا يُسبب أي ضرر تراكمي للأعضاء، ويُسبب انزعاجًا طفيفًا.
وتنبع هذه الدقة العالية من الاستهداف البصري والانتقائية البيولوجية للنانوفليكات، التي تقوم بتسخين الخلايا السرطانية بشكل تفضيلي بسبب عملية التمثيل الغذائي المتغيرة لديها وحساسيتها الأكبر للإجهاد الحراري.
الخطوة التالية هي ترجمة هذه النتائج المخبرية إلى تجارب ما قبل سريرية، ثم إلى تجارب بشرية، وبينما لا يزال هناك الكثير من العمل، قد يُمثل العلاج الضوئي الحراري المُدار بمصابيح LED نقلة نوعية في طريقة علاج السرطان، مما يجعل العلاجات أكثر دقةً وأقل تكلفةً وأكثر إنسانية.
الضوء، أحد أبسط الطاقات الطبيعية، قد يصبح أداة طبية فعّالة لتدمير الأورام بشكل انتقائي دون الإضرار بالأنسجة السليمة، ومع ابتكارات مثل رقائق SnOx النانوية، تقترب رؤية علاج السرطان غير الجراحي، الموضعي، والمناسب للمرضى، من التحقق بشكل متزايد