استئصال الأورام الانتقائي بواسطة ليزر فيمتوثاني يتوافق مع الكولاجين

تحويل الضوء إلى أداة محددة لمحاربة السرطان

يعد سرطان البنكرياس من أقسى أنواع السرطان، ويرجع ذلك جزئياً إلى صعوبة استئصاله دون إلحاق ضرر بالعضو الهش المحيط به. تستعرض هذه الدراسة طريقة جديدة لاستخدام نبضات فائقة السرعة من الضوء تحت الأحمر غير المرئي لحرق أورام البنكرياس بدقة أكبر، من خلال استهداف مكوّن بنيوي تكونه الأورام بكمية زائدة. وتشير النتائج إلى علاجات مستقبلية قد تحافظ على قدر أكبر من النسيج الصحي مع توجيه ضربة قوية للورم.

لماذا يصعب علاج أورام البنكرياس؟

ينمو سرطان غدة القنوات البنكرياسية (adenocarcinoma) — أكثر أشكال سرطان البنكرياس شيوعاً — بسرعة وغالباً ما يُكشف في مراحل متأخرة. نسبة صغيرة فقط من المرضى تصلح لديهم الجراحة، وحتى العلاجات الكيميائية والإشعاعية الحديثة تقدم فائدة محدودة. تُمكن للعلاجات المعتمدة على الحرارة، مثل الترددات الراديوية أو الموجات الدقيقة أو الاستئصال بالليزر التقليدي، أن تقلص الأورام، لكنها تميل إلى حرق كل ما في مسارها. وبما أن البنكرياس يقع قرب أوعية دموية حيوية وبنى هضمية رقيقة، فإن توسع منطقة العلاج ينطوي على مخاطر مضاعفات خطيرة. لذلك يحتاج الأطباء لطريقة تميز بين النسيج الورمي والبنكرياس الطبيعي أثناء التدمير، بدلاً من طهي منطقة واسعة دون تمييز.

إيجاد نقطة ضعف مخفية في نسيج الورم

ركز الباحثون على فرق مادي رئيسي بين أورام البنكرياس والبنكرياس الصحي: تمتلئ الأورام بمادتين ليفيتين صلبة غنية بالكولاجين، بينما يكون النسيج الطبيعي أطرى وأكثر رخاوة. باستخدام صبغات نسيجية قياسية والمجهر الإلكتروني على عينات من الجراحة، أظهروا أن نسيج السرطان يحتوي على حزم كثيفة من ألياف الكولاجين، بينما يحتوي البنكرياس السليم المجاور على كمية أقل بكثير. ثم استخدموا التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء لقياس مدى امتصاص هذه الأنسجة لألوان مختلفة من الأشعة تحت الحمراء المتوسطة. تمتص كلا الأنسجة عند أطوال موجية متشابهة، لكن الأورام أظهرت ذروة أقوى بكثير قرب طول موجي 6.1 ميكرومتر، وهو ما يتوافق مع اهتزازات الكولاجين. وهذا اقترح أن ليزرًا مضبوطًا بدقة على ذلك الطول الموجي قد يسخّن ويفكك نسيج الورم بكفاءة أكبر من البنكرياس الطبيعي.

بناء ليزر يستجيب للكولاجين

لاختبار هذه الفكرة، بنى الفريق ليزرًا قوياً يعمل في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة ويصدر نبضات فائقة القصر — لا تدوم إلا بضع مئات من أقسام الثانية من مقادير فمتوثانية — متمركزة عند 6.1 ميكرومتر. تحد هذه النبضات «الفيمتوثانية» من انتشار الحرارة غير المرغوب فيه، بطريقة تشبه سلسلة من الصواعق الصغيرة والمتحكم بها. يحوِّل النظام ضوءًا من ليزر صناعي عالي القدرة إلى الطول الموجي المطلوب باستخدام بلورات خاصة، ويمكنه توصيل أكثر من وات واحد من القدرة المتوسطة؛ وهذا يكفي لاستئصال الأنسجة عمليًا. كما طور الباحثون ليفًا مجوفًا زجاجيًا يمكنه توجيه هذا الضوء على مسار مرن، وهي خطوة مهمة نحو تمرير الليزر عبر إبرة رفيعة داخل الجسم لإجراءات طفيفة التوغل.

اختبار الانتقائية في خلايا وحيوانات وأنسجة بشرية

في مزارع خلوية لسطرين من خلايا سرطان البنكرياس، كان ليزر 6.1 ميكرومتر أكثر فتكًا بكثير من الليزرات عند 1 أو 3 ميكرومترات، حيث خفض بحدة بقاء الخلايا خلال ثوانٍ إلى دقائق من التعرض. في فئران تحمل أورامًا بنكرياسية تحت الجلد، قارنوا ثلاثة أطوال موجية مختلفة. على الرغم من أن شعاع 1 ميكرومتر كان يحمل قدرة أعلى بكثير، فقد أزال فقط طبقات ضحلة من الورم. حقق ليزر 6.1 ميكرومتر المضبوط على الكولاجين أعماق استئصال أعمق بخمسة إلى عشرة أضعاف وبطأ نمو الورم بدرجة أن الأورام المعالجة انتهت بحجم يقارب ثُمن حجم أورام الحيوانات غير المعالجة. والأهم، عندما عالج الفريق عينات بشرية من الورم والبنكرياس السليم المجاور، كانت القطوع في الورم أعمق بمقدار مرتين إلى ثلاث مرات مقارنة بالنسيج الصحي تحت نفس الظروف، مما يكشف عن انتقائية حقيقية. بالمقابل، عندما اختبروا نوعًا آخر من أورام الكبد التي لا تتراكم فيها كمية إضافية من الكولاجين، تلاشت الميزة إلى حد كبير، معززة الدور المركزي للكولاجين. أخيراً، أظهروا أن الليف المجوف يمكنه توصيل نفس التأثير الانتقائي، مما يدعم علاجات مستقبلية تعتمد على الإبر.

ماذا يعني هذا لرعاية السرطان المستقبلية؟

تُظهر الدراسة أن دفعات دقيقة مضبوطة من الضوء تحت الحمراء المتوسطة يمكنها استغلال فرق مادي بين الأورام والأنسجة السليمة لتحقيق تدمير أكثر انتقائية. من خلال استهداف المناطق الغنية بالكولاجين، يقطع ليزر الفيمتوثاني بطول 6.1 ميكرومتر أعمق داخل سرطان البنكرياس مع الحفاظ على المزيد من العضو المحيط. وعلى الرغم من أن العمل لا يزال في مرحلة تجريبية، وأنه يلزم المزيد من الاختبارات في نماذج واقعية وبيئات سريرية، فإنه يشير إلى فئة جديدة من الإجراءات الموجهة بالصورة والمقدمة عبر ألياف يمكن أن تعالج ليس فقط أورام البنكرياس بل أيضًا سرطانات غنية بالكولاجين الأخرى بدقة أكبر وآثار جانبية أقل.

الاستشهاد: Dunxiang Zhang, Xing Huang, Xuemei Yang, Ning Xia, Kan Tian, Jinmiao Guo, Maoxing Xiang, Linzhen He, Zhizhuo Fu, Ang Deng, Han Wu, Yuxi Wang, Wonkeun Chang, Bole Tian, Junjie Xiong, Qi Jie Wang, Anderson S. L. Gomes, and Houkun Liang, "Selective tumor ablation via femtosecond laser resonant with collagen," Optica 12, 1578-1586 (2025). https://doi.org/10.1364/OPTICA.561337

الكلمات المفتاحية: سرطان البنكرياس, استئصال بالليزر, الكولاجين, الأشعة تحت الحمراء المتوسطة, جراحة طفيفة التوغل