بعض تطبيقات النانوتكنولوجي لإنتاج لقاحات فيروسية

لكي نتصور حجم جزيئات النانو لأي مادة يمكننا تقريبها بما نعرفه فمثلاً سُمك ورقة الجريدة العادية تقريباً يساوي مائة ألف نانوميتر، وعرض-قطر-شعرة الإنسان تساوي ثمانون ألف نانوميتر. يمكن الحصول علي جزيئات النانو من أي مادة عن طريق تفتيتها بوسائل حديثة مختلفة-من أعلي (المادة نفسها) الي أسفل (جزيئات النانو)-أو من خلال التعامل من ذرات تلك المادة وترتيبها حسب الخواص المطلوب ظهورها فيها-من أسفل (الذرات) الي أعلي، وبمجرد الوصول لصورة المادة في حجم النانو تكتسب خواص وصفات جديدة لم تكن موجودة فيها وهي في صورتها وحجم جزيئاتها العادي. من ضمن تلك الصفات المكتسبة قوة تحمل فائقة، نشاط كيميائي أو مغناطيسي أو ميكانيكي غير عادي، خفيفة جداً، تحكم زائد في الطيف الضوئي، بالإضافة الي أن بعضها يصبح شديد التوصيل للكهرباء أو الحرارة وتلك صفات لم تكن موجودة وهي جزيئات عادية.
إستغل العلماء تلك الصفات المضافة للمادة في حالة النانو وإبتكروا وإستحدثوا الكثير من الإختراعات مثل إبتكار روبوتات نانو nanorobots يمكنها التضاعف ذاتياً وأخري يمكنها الوصول لأي مكان بالخلايا وتوصيل دواء أو إحداث تفاعل مرغوب وهادف، أيضاً الوصول ببعض الأجهزة كالتلفاز أو الحاسوب لحجم شريحة رقيقة صغيرة يتم طيها في جيوبنا أو الإستغناء عن أجهزة تقليدية بأخري ذكية أصغر حجماً واكثر كفاءة وفاعلية مثل البطاريات-الخلايا-الشمسية، وأجهزة دقيقة توضع في جسم الإنسان لأغراض علاجية وتحسين من قدراته العقلية.
إستحدث العلماء الجديد في مجال النانوتكنولوجي وهي جزيئات نانو "ذكية smart" يمكنها تغيير صفاتها من حالة الي أخري حسب الوسط الموجودة به، تمت الإستفادة منها في تطبيقات عديدة طبية وأخري، مثل علاج مرض السكر والسرطان وغيرها من الامراض الأخري التي تصيب الإنسان.
أما عن تطبيقات النانوتكنولوجي في مجال إنتاج وتطوير اللقاحات nanovaccinology فقد تم إنتاج لقاحات فيروسية عديدة تتميز بقوة تأثير وثبات عالية وهي خارج الجسم، بما يعني تقليل الخسائر التي كانت في اللقاحات العادية، كما انها تتميز بخلوها من السموم أو التقليل منها الي أقصي درجة، وتؤخذ بجرعات صغيرة مقارنة بالعادية بدون إزعاج أو تألم المُتلقي لها بمعني أنها لا تستخدم السرنجات التقليدية، هذا بالإضافة الي تتبع سلوك وثبات جزيئات النانو الحاملة للأنتيجين بسهولة داخل الخلايا.
تتمثل تلك التكنولوجيا في تخليق نظام عبارة عن جزيئات نانو حاملة nanocarriers تحمل المواد الفعالة في اللقاح لتوصيلها الي الخلايا المناعية المختصة محفزة المناعة الخلطية humoral immunity والخلوية cellular immune response ، تلك المميزات تعود لصغر حجم جزيئات النانو والتي يسهل تناولها أو إبتلاعها بالملتهمات الخلوية phagocytic cells وكذلك بالنسيج الليمفاوي والطبقة المخاطية المرتبطة به، ويمكن تعديل في أسطح جزيئات النانو الحاملة لإكسابها قدرات وصفات عديدة عن طريق إستخدام موائع moieties هادفة تستطيع توصيل الأنتيجينات-مكونات اللقاح-الي أسطح مستقبلات الخلايا surface receptors مما يؤدي الي تحفيز الإستجابة المناعية المتخصصة والأكثر ذكاءاً، مثل جزيئات نانو كربونية وأخري من البوليمر المُخلق (حمض اللاكتيك العديد polylactic-co-glycolic acid ("PLGA"، وكذلك البوليمر الحيوي الطبيعي natural biopolymer مثل "كيتوزان Chitosan" والذي يُسهل عملية الإمتداد الخلوي الداخلي endocytosis.
جزيئات النانو التي تعتمد علي الكربون Carbon-based nanodelivery system فقد إستحدث كنظام حامل للأنتيجينات-المستحِثة لتكوين الأجسام المضادة-وتتميز بقدرتها علي مقاومة الذوبان أو التكسير بسهولة non-degradable كما أنها تحاكي mimic البكتريا في حجمها وشكلها وهذه الأخيرة هي النموذج المثالي لعمل الخلايا المناعية، أضف لما سبق أن لديها قوة إستحثاث مناعي كبيرة more immunogenic وأقل سُمية في تأثيرها علي الخلايا بالإضافة لسهولة والسرعة في تعاملها مع الخلايا المناعية antigen-presenting cells.
أحدثت تكنولوجيا النانو ثورة في تشخيص الأمراض-منها الفيروسية-وكذلك في سرعة وسهولة توصيل المواد البيولوجية الي الخلايا الخاصة وذلك بغرض العلاج أو الوقاية من الامراض الفيروسية بما يسمي بطب النانو Nano-medicine
صورة أخري لتطبيقات تكنولوجيا النانو في مجال اللقاحات ضد الفيروسات هي إستخدام جزيئات شبيهة بالفيروس virus-like particles "VLP" يتراوح حجمها من 20-80 نانوميتر nanoparticles ومكونة من بروتينات الغلاف-الكابسيد-الذي يحيط بالحمض النووي الفيروسي تتجمع ذاتياً self-assembling، تلك الجزيئات الشبيهة بالفيروس لها قدرة كبيرة علي إحداث المناعة potent immune rsponse وتستخدم بدون مساعدات إضافية adjuvant والتي تستخدم في اللقاحات العادية ويعد إستخدامها آمن لعدم إحتوائها علي حمض الفيروس النووي وهو سبب وأهم جزء في الإصابة الفيروسية، تم بنجاح كبير إستخدام تلك الجزيئات في إنتاج لقاحات ضد فيروسات عديدة منها فيروس الكبد الوبائي "ب" HBV وفيروس بابيلوما human papiloma virus وفيروس الإلهاب الكبدي E وفيروس إيدز القرود Simian virus.