يتم تنشيط الأدوية القابلة للتنشيط الضوئي عند تعرضها لشعاع ضوئي - عبر ليف بصري - مما ينتج عنه تأثير علاجي متحكم فيه وموضعي على الأنسجة المستهدفة. الآن، حقق فريق علمي اختراقًا جديدًا في مجال علم الأدوية الضوئية من خلال تطوير أول جهاز لاسلكي قادر على تنشيط دواء قابل للتنشيط الضوئي عن بُعد وإحداث تأثيرات علاجية في أعضاء معينة.
أثبت هذا الجهاز الجديد فعاليته في علاج الألم في دراسة باستخدام جزيء حساس للضوء مشتق من المورفين، وهو أحد أكثر المواد الأفيونية استخدامًا نظرًا لتأثيره الكبير المسكن للألم.
تفتح الدراسة، التي أجريت على نماذج حيوانية، آفاقًا جديدة لتطوير علاجات مسكنة أكثر أمانًا وفعالية وقابلة للتخصيص - خاصة للألم المزمن - دون الآثار الجانبية المرتبطة باستخدام المواد الأفيونية (الاعتماد، الإدمان، إلخ).
هذا الابتكار في علم الأدوية معروض الآن في مقال نُشر في مجلة Biosensors and Bioelectronics. المؤلف الرئيسي هو فرانسيسكو سيرويلا، أستاذ في كلية الطب والعلوم الصحية بالجامعة المستقلة في برشلونة وعضو في معهد علوم الأعصاب (UBneuro) ومعهد بيلفيتج للبحوث الطبية الحيوية (IDIBELL)، والخبراء جون روجرز من جامعة نورث وسترن (الولايات المتحدة الأمريكية)، وأماديو لي باريا من معهد كاتالونيا للكيمياء المتقدمة (IQAC-CSIC)، وجوردي هيرناندو من الجامعة المستقلة في برشلونة (UAB).
علم الأدوية الضوئي: قوة الضوء
الأدوية القابلة للتنشيط الضوئي هي مركبات كيميائية تكون غير نشطة حتى يتم تنشيطها بواسطة ضوء بطول موجي معين. يمكنها العمل بدقة مكانية وزمانية أكبر، دون التسبب في آثار جانبية كبيرة في الجسم.
في الدراسة، قام الفريق بتقييم تأثير التكنولوجيا اللاسلكية في علاج الألم باستخدام المورفين المحمي بالضوء (pc-Mor)، والذي يعزز إطلاق المورفين النشط في الأعضاء والأنسجة المصابة بالألم دون التسبب في آثار جانبية.
"المورفين المحمي بالضوء هو جزيء تم تعديله كيميائيًا لتعطيل وظيفته المسكنة مؤقتًا. يتم تحقيق هذا التعطيل عن طريق إضافة مجموعة كومارين ترتبط تساهميًا بالمورفين عبر رابط حساس للضوء. هذا الرابط يمنع مجال المورفين المسؤول عن تفاعله مع مستقبلات الأفيونيات"، يوضح فرانسيسكو سيرويلا.
„عند تشعيع الأنسجة المستهدفة بضوء بطول موجي 405 نانومتر، يتم كسر الرابطة الحساسة للضوء ويتم إطلاق المورفين النشط في النقطة التي يُقصد أن يعمل فيها. وهذا يتيح تأثيرًا دوائيًا دقيقًا في المكان والزمان، أي أنه يعمل فقط حيثما ومتى يكون مطلوبًا“، يوضح الخبير.
نفس تأثير المورفين المعطى بالطرق التقليدية
وفقًا للنتائج، فإن التأثير المسكن للألم للمورفين الذي يتم إطلاقه موضعيًا في الحبل الشوكي باستخدام جهاز ضوئي يماثل تأثير المورفين المعطى جهازيًا.
„لكن الفرق البارز كان غياب الآثار الجانبية النمطية للمواد الأفيونية، مثل التحمل للتأثير المسكن للألم، والإمساك، والاعتماد، والإدمان“، يؤكد الخبير. „كان التغلب على الاعتماد المحتمل والآثار الجانبية المرتبطة بالمواد الأفيونية أحد الدوافع الرئيسية“.
لإجراء البحث، قام الفريق بزرع جهاز صغير بحجم الملليمتر مع مصباح LED دقيق كمصدر ضوئي في نماذج حيوانية لتنشيط المورفين القابل للتحلل الضوئي في الحبل الشوكي وتحقيق تأثيرات مسكنة للألم. يتيح هذا التكوين تنشيط مصباح LED الدقيق بطريقة قابلة للبرمجة والتعديل لإحداث تنشيط ضوئي موضعي للمورفين فقط في المنطقة المشعة.
يحتوي الجهاز على هوائي مصغر للترددات الراديوية يتم تشغيله لاسلكيًا أو سلكيًا عبر تقنية NFC لتشغيل مصباح LED الدقيق. بعد زرعه في نماذج حيوانية، يسهل الجهاز الحركة الحرة في البيئة عن طريق إزالة الحواجز المادية التي قد تعيق الفعالية العلاجية للدواء القابل للتنشيط الضوئي. يتيح النظام أيضًا تنظيم شدة وتردد الضوء المشع للتحكم بشكل أفضل في الجرعة الضوئية والتأثير الدوائي وفقًا للمتطلبات العلاجية.
حدود جديدة في علم الأدوية الضوئية اللاسلكية
بالإضافة إلى علاج الألم، يمكن استخدام بروتوكول علم الأدوية الضوئية اللاسلكية الجديد، الذي يعتمد على الإطلاق الموضعي والمتحكم فيه للأدوية المنشطة بالضوء، في علاج أمراض مختلفة. خاصة في العلاج الشخصي للأمراض المزمنة التي تتطلب تأثيرًا دوائيًا دقيقًا للغاية أو تنطوي على مخاطر مرتبطة بالآثار الجانبية الجهازية.
„في حالة الصرع، يمكن أن يؤدي الإطلاق الموضعي للأدوية المضادة للاختلاج في مناطق معينة من الدماغ إلى التحكم في النوبات دون التأثير على بقية الجهاز العصبي المركزي، مما قد يتجنب التخدير والآثار الجانبية العامة الأخرى“، كما يقول سيرويلا. „في الأمراض التنكسية العصبية مثل مرض باركنسون، يمكن استخدام التنشيط الضوئي الموضعي للأدوية الدوبامينية أو غيرها من الأدوية المعدلة لتحسين الأعراض الحركية بطريقة مركزة وآمنة. في الاضطرابات النفسية مثل الفصام، يمكن أن يؤدي التنشيط الضوئي لمضادات الذهان في مناطق معينة من الدماغ إلى زيادة الفعالية العلاجية، وتقليل الآثار غير المرغوب فيها، وتحسين الالتزام بالعلاج للمرضى“.
في مكافحة السرطان، يمكن أن يكون التنشيط الضوئي للعلاج الكيميائي مباشرة في بيئة الورم استراتيجية تضمن تركيزًا موضعيًا عاليًا للدواء وسمية جهازية أقل.
في المستقبل، سيواجه البحث السريري في مجال علم الأدوية الضوئية تحديات مثل تقييم التوافر البيولوجي والاستقرار الكيميائي وسلامة المنتجات المشتقة من التحلل الضوئي. على الجانب التكنولوجي، يمثل تطوير الأجهزة القابلة للزرع والتحقق من صحتها مجموعة من التحديات، مثل التوافق الحيوي والمتانة والتصغير وإدارة الطاقة والتكامل الوظيفي في جسم الإنسان. „من منظور تنظيمي، ستتطلب هذه التكنولوجيا أيضًا تنظيمًا خاصًا للمنتجات المدمجة، لأنها تجمع بين دواء وجهاز طبي، مما يعقد عملية الموافقة والمراقبة السريرية“، يختتم الخبير.
مينسونغ وآخرون. “التنشيط الضوئي اللاسلكي والخالي من البطاريات عن بعد للمورفين المقيد لتعديل الألم بالصيدلة الضوئية دون آثار جانبية”. مجلة المستشعرات الحيوية والإلكترونيات الحيوية، أبريل 2025. DOI: 10.1016/j.bios.2025.117440.
