ראשי » חברות תרופות, כתבות-מרכזיות-ראשי, מוסדות וארגונים רפואיים » פיתוח כדורים חלולים להעברה של תרופות וחיסון

פיתוח כדורים חלולים להעברה של תרופות וחיסון

חיקוי של וירוסים: חוקרים ישראלים וטיוואנים פיתחו כדורים ננומטריים להעברת תרופות ולחיסון בטוח

חיקוי כימי של מבנים המצויים בטבע באופן טבעי משמש כדרך אפקטיבית ליצרית פיתוחים חדשים, במיוחד בתחום הננו טכנולוגיה והביו טכנולוגיה. חוקרים בטכניון ובאוניברסיטה הלאומית של טייוואן פיתחו כדורים ננומטריים חלולים העשויים לשמש להעברת תרופות ולחיסון בטוח, המבוסס על חיקוי כימי של נגיפים טבעיים. ממצאי המחקר, ראו אור בכתב העת Nature Communication. עבודה משותפת של פרופ’ אהוד קינן וד”ר אפרת סולל מהפקולטה לכימיה ע”ש שוליך בטכניון ועמיתיהם בטייוואן בראשות פרופ׳ אי-צו צ׳אן.

גופים כדוריים הם תופעה נפוצה בטבע, הן בעולם החי והן בעולם הדומם. בדרך כלל גופים אלה נוצרים מהתלכדות של 12 אריחים מחומשים. דוגמאות לסימטריה כדורית כזאת הן כדורי באקי (מולקולות של פחמן 60) ונגיפים כדוריים. גם מבנים מלאכותיים, כגון כדור רגל וכיפות גאודזיות, בנויים באופן דומה.

הוירוסים הכדוריים שבטבע, מיישמים את הסימטריה האמורה כדי לבנות לעצמם קליפות כדוריות שקוטרן החיצוני הוא בין 15 ל-500 ננומטר. “קליפות אלה בנויות מתת-יחידות חלבוניות המתלכדות באופן ספונטני בתנאים המתאימים ומתפרקות בתנאים אחרים.” מסביר פרופ’ קינן “כך נוצר מעגל החיים הנגיפי. קליפות הנגיפים מלמדות אותנו שיעור חשוב לגבי האופן שבו אפשר לבנות גופים כדוריים מלאכותיים.”

בשנת 2007 הציע חלק מצוות החוקרים אסטרטגיה כללית לבנייה של קליפות כדוריות בשיטות של סינתיזה כימית. הרעיון היה להכין במעבדה אריחים מחומשים שיוכלו להתלכד לכדור על פי מנגנונים כימיים שונים, באופן המזכיר הרכבה של כדורגל (ראו איור). אף שהעיקרון נראה פשוט, מימושו הניסיוני נתקל בקשיים רבים והניסויים נמשכו יותר מ-12 שנים, ללא הצלחה, גם בקבוצות מחקר אחרות.

לחיקוי של וירוסים כדוריים ישנם יישומים אפשריים מרובים כמו אריזה ושינוע תרופות וחומרים , אנליזה כימית, קטליזה, ארכיטקטורה ברמה מולקולרית, חיסון בטוח המבוסס על אנטיגנים סינתטיים המחקים את הנגיפים המקוריים סינתזת חלקיקים ננומטריים בגודל אחיד, שליטה בפעילות הכימית של חומרים שונים, . בדומה לנגיפים טבעיים, מבנים אלה מסוגלים להיווצר ולהתפרק בתנאים סביבתיים מבוקרים.

המדענים בטכניון ובטיוואן לממש את האסטרטגיה האמורה. הם הכינו במעבדה אריחים מחומשים דמויי קערות שטוחות, שהתחברו באמצעות קטיונים של המתכת קדמיום. התלכדות ספונטנית של 12 אריחים מחומשים ו-30 יוני קדמיום יצרה כלוב כדורי שקוטרו החיצוני 6 ננומטר ועובי קליפתו 1 ננומטר.

המדענים שוקדים עתה על יצירת כדורים בעלי הרכבים  שונים, לפי הצרכים הרצויים, כדוגמת משימות של חיסון, ארכיטקטורה מולקולרית, ושחרור מבוקר של תרופות.