الاستئصال بالموجات الدقيقة (MWA) هو علاج سرطاني طفيف التوغل يقتل الخلايا السرطانية باستخدام الحرارة الناتجة عن التعرض لطاقة الموجات الدقيقة. يُستخدم MWA حاليًا لعلاج عدة أنواع من الأورام الصلبة، بما في ذلك سرطان الخلايا الكبدية وسرطان الرئة وسرطان القولون والمستقيم وسرطان الكبد والنقائل الرئوية. ولكن على الرغم من التقدم السريع في هذا المجال، فإن القدرات العالية اللازمة لاستئصال الورم يمكن أن تلحق الضرر بالأنسجة المحيطة، مما يحد من التطبيق السريري لـ MWA. على هذا النحو، أصبح استخدام عوامل وظيفية إضافية لزيادة فعالية تسخين الورم لـ MWA مع الحفاظ على الأنسجة الطبيعية موضوعًا ساخنًا.
ولمعالجة هذه المشكلة، قام باحثون من معهد النانو الوظيفي والمواد اللينة (فونسوم) في جامعة سوشو في الصين، قامت بتصنيع هيدروجيل ألجينات الصوديوم المتصالب مع أيونات الكالسيوم لتكون بمثابة مادة ثنائية الوظيفة تعزز فعالية الاستئصال بالموجات الدقيقة وتحفز المناعة المضادة للورم. يصفون النتائج التي توصلوا إليها في علم السلف.
تركيز عالي من الكالسيوم
الهيدروجيل في شكله الأصلي عبارة عن بوليمر عالي الامتصاص وقابل للذوبان، وسرعان ما أصبحت الهلاميات المائية الاصطناعية مواد طبية حيوية جذابة بسبب توافقها الحيوي الممتاز مع الخلايا والأنسجة البشرية. أشارت الأبحاث السابقة إلى أن الأيونات القائمة بذاتها الموجودة داخل شبكات بوليمرات الهيدروجيل يمكن أن تعمل كعوامل حساسة للميكروويف، بسبب تأثير الحبس الأيوني داخل طبقات الهلام. تشير هذه النتيجة إلى أنه يمكن تكييف الهلاميات المائية بشكل أكبر لتطبيقات MWA.
ولتحقيق ذلك، قام الباحثون بربط ألجينات الصوديوم (ALG) مع كلوريد الكالسيوم (CaCl2) الحل لتكوين الهلاميات المائية ALG-Ca. ومن خلال إدخال تركيز عالٍ من أيونات الكالسيوم في شبكة الهيدروجيل، استفادوا من خصائصها المتذبذبة تحت الإشعاع الكهرومغناطيسي لزيادة كفاءة تسخين الموجات الدقيقة.
قام الباحثون بتقييم حساسية الميكروويف لهذه الهلاميات المائية ALG-Ca عن طريق تسجيل الزيادات في درجة الحرارة بعد تشعيع الميكروويف. كما قاموا باختبار قدرة الهلاميات المائية على تركيز منطقة التسخين، لضمان تبديد الطاقة الحرارية داخل هدف الاجتثاث.
أظهر ALG-hydrogel الحساس للميكروويف إمكانية ضبط ممتازة. من خلال ضبط تركيزات أيونات الكالسيوم وALG، فإن هيدروجيل ALG الفائض من أيونات الكالسيوم لم يمكّن فقط من تسخين الميكروويف الفعال بكثافة طاقة منخفضة بشكل كبير، ولكنه قام أيضًا بتركيز الحرارة داخل منطقة الحقن، مما يظهر وعدًا كبيرًا لتقليل الآثار الجانبية MWA التقليدية.
قام الفريق بالتحقيق في فعالية العلاج بهذا الهيدروجيل المملوء بالكالسيوم مع MWA في عدة مجموعات من الفئران الحاملة للورم. تم استئصال الأورام بشكل كامل في الفئران التي تم حقنها بالهيدروجيل المملوء بالكالسيوم والمعرضة لطاقة الموجات الدقيقة مقارنة بتلك الموجودة في الفئران التي عولجت بالهيدروجيل العادي وأشعة الميكروويف. ولم تظهر الفئران المعالجة بـ ALG-Ca أيضًا أي تكرار ملحوظ للورم لمدة تصل إلى 60 يومًا. وبالمثل، أظهرت الأرانب ذات الأورام الأكبر حجمًا تحسنًا في قمع الورم بعد حقن ALG-Ca وMWA.
علاوة على ذلك، أنتج الهلام المائي المملوء بالكالسيوم بيئة دقيقة مؤيدة للالتهابات تعمل على تنشيط المناعة المضادة للورم لدى الفئران. يشير هذا إلى أن هيدروجيل ALG-Ca قد يعمل أيضًا كمادة حيوية منشطة للمناعة لتعزيز نضوج الخلايا الجذعية - الخلايا المتخصصة التي تعزز الاستجابة المناعية - بقوة مماثلة لعامل تعزيز المناعة التجاري.
المؤلف الرئيسي تشوانغ ليو، رئيس FUNSOM مختبر المواد الحيوية المتقدمة وطب النانويقول إن هيدروجيل الميتالو ألجينات يحمل وعدًا كبيرًا للترجمة السريرية المستقبلية لتوسيع التطبيقات السريرية لـ MWA.
