مع بداية فصل الصيف، يبدأ استخدام واقي الشمس بكثرة من أجل أهداف متعددة مثل الحماية من حروق الشمس وتضرّر الجلد، إضافة إلى تقليل مخاطر الإصابة بسرطان الجلد.
يعتبر مركب أفوبينزون- avobenzone أحد المكونات الشائعة في واقي الشمس، الذي يعمل على امتصاص أشعة الشمس فوق البنفسجية. لكن على الرغم من دور الأفوبينزون في الحماية من الشمس، إلّا أنه يتفكك عند تعرضه للشمس، ما يجعله غير فعّال في غضون ساعات قليلة.
يقول ماركوس ويك، أستاذ الكيمياء في جامعة نيويورك: «لدي طفلان صغيران، دائمًا ما أطلب منهما إعادة وضع واقي الشمس كل ساعة أو ساعتين لأن الأفوبينزون سيتفكك ولن يؤدي وظيفته». أضاف: «منذ عدة سنوات، ضمّت مجموعتي البحثية طالبة دراسات عليا-إليزابيث كوفمان- كانت شغوفة بالعناية بالبشرة. بدأنا التفكير في ما يمكن فعله من أجل تقليل الحاجة لهذه المادة الفعّالة، وتقليل استخدامها المتكرّر».
الأستاذ ويك كيميائي يمتلك مختبرًا يُصنّع فيه البوليمرات- polymers (هي مواد مكوّنة من سلاسل طويلة لجزيئات كبيرة). يمكن لهذه البنى البوليمرية تثبيت أو تعزيز المكوّنات الفعّالة ابتداءً من الأدوية وصولاً إلى المركبات البيئية.
اقترحت كوفمان (طالبة دكتوراه في مختبر ويك، ورئيسة قسم كيمياء الإنتاج في BYK Wallingford المتخصصة في توريد المواد الكيميائية) إعادة النظر في المادة الفعّالة الموجودة في واقي الشمس.
أنتجت دراستهم مركب أفوبينزون أكثر استقرارًا وقابلية لأن يدوم وقتا أطول، وحصل ويك وكوفمان على براءة اختراع لهما هذا الربيع عقب هذا الاختراع.
إليكم بعض الأسئلة التي طرحتها NYU News على ماركوس ويك في مقابلة أجرتها معه بداية هذا الصيف حول تطوير واقٍ شمسي يدوم طويلاً:
ما الذي دفعك لإجراء دراسة حول واقي الشمس؟
لقد بدأت الدراسة حول الأدوية المضادة للسرطان، طوّر فريقي بنية داعمة للدوكسوروبيسين- doxorubicin، وأدوية السرطان الأخرى.
في الكيمياء ، هناك مفهوم يُسمّى “الكيمياء النقرية -click chemistry” وهي تقنية تهدف إلى ربط المكّونات الجزيئية مع بعضها. تُعدّ هذه التقنية ناجحة، لأن تطوير هيكل داعم يُمكنه تطبيق الكيمياء النقرية، يمكّنك من النقر على مكونات مثل الأدوية أو الأصباغ. في أبحاث السرطان التي أجريناها، طوّرنا مواد حيوية تمتلك مواقع نقر متعددة.
فكرنا أنا وإليزابيث في إمكانية تطبيق هذه التقنية على شيء يمنع السرطان، ليس فقط معالجته، كنا نعلم أن الأفوبينزون يتحلّل، لكننا أردنا أن نرى ماذا سيحدث إذا وضعنا الأفوبينزون على هيكل داعم.
– ماذا وجدتم؟
كان الهدف هو إيجاد هيكل داعم للأفوبينزون يهدف إلى تثبيت المركب، ومنع تداخله مع نشاط الأشعة فوق البنفسجية، وتصنيعه بسهولة من المواد المتاحة.
قررنا استخدام هيكل دعم يُسمّى Dendrimers، عبارة عن بوليمرات كروية ثلاثية الأبعاد تحتوي على أغصان مثل أغصان الشجرة- “dendron” كلمة يونانية الأصل تعني الشجرة- تستخدم في تطبيقات المواد الحيوية الأخرى، لها العديد من الخصائص التي تجعلها نظام دعم مثالي للأفوبينزون.
أضفنا الأفوبينزون إلى هيكل داعم، هي الهياكل ذات الأغصان (dendrimer)، نتج عنه قرينة الأفوبينزون- ديندريمير، وجدنا أن الأفوبينزون المدعوم لم يتحلّل عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية مع مرور الوقت، حتى بعد 24 ساعة (بالتأكيد أنت لست على الشاطئ لمدة 24 ساعة!). أظهرت اختباراتنا أن إضافة الهياكل ذات الاغصان (dendrimer) لا تمنع التفكك فقط، بل تزيد من نشاط الأفوبينزون في واقي الشمس مع مرور الوقت.
بعض المزايا لاستخدام هيكل الدعم هذا مع الأفوبينزون:
- تكمن الفكرة من استخدام الأفوبينزون المدعوم بهياكل البوليمر، في الحصول على حماية أطول من أشعة الشمس، والتقليل من الحاجة إلى إعادة تطبيق واقي الشمس.
- توجد ميزة أخرى لاستخدام هياكل البوليمير، وجود البوليمير يجعل جزيئات الأفوبينزون أكبر بشكل ملحوظ، لذلك لا يمكن أن تعبر الجلد بسهولة، هذا يعني أن واقي الشمس سيبقى على سطح الجلد بدلاً من امتصاصه.
هاتان الميزتان مهمتان، ذلك يعود إلى وجود دليل على أن بعض المكوّنات الفعاّلة في واقي الشمس هي مواد مسرطنة عند تواجدها في جرعات كبيرة.
- الميزة الأخيرة أن الهياكل ذات الأغصان (dendrimer) تكوّن طبقة ناعمة الملمس، التي تعطي مزايا إضافية للمنتج عند تطبيقه على البشرة.
ما هي فوائد إجراء هذه الدراسة في معمل جامعي بدل إجرائها في شركة منتجات استهلاكية؟
أعتقد أن الشيء المختلف هو أننا نفسر ونحلّل من وجهة نظر العلوم الأساسية، لذلك نحن ننظر إلى الأمر بشكل تصاعدي. إذا فهمت مسار التحلّل، يمكنك الوصول إلى أفضل استراتيجية للتغلب على المشكلة. لدي حرية كبيرة في اختيار ما أعتقد أنه أفضل استراتيجية، لكن إذا كنت تعمل في شركة، ربما لن تتبع هذا الأسلوب.
هذا هو جمال العمل في الأوساط الأكاديمية، طالما يمكنك تقديم دراستك إلى وكالة تمويل، يمكنك معالجة مشكلة ومعرفة إذا ما كان لها تأثير كبير.
ما الذي يتبع هذا البحث؟
نحن نتناقش مع الشركات حول احتمالية تسويق أفوبينزون-ديندريمير. مجموعتي ليست معملًا للتصنيع، لذلك نحن في محادثات مع الشركات التي قد تصنّع المركب على شكل غسول أو كريم، من ثم العمل على اختباره.
إضافة إلى واقي الشمس، إننا نتطلع أيضًا إلى استخدام هياكل دعم الديندريمير منصةً جديدةً للأدوية المضادة للفيروسات. على سبيل المثال، الأدوية التي تعالج الهربس و COVID-19.
اقرأ أيضًا:
ما المدة الزمنية التي يحميك خلالها الواقي الشمسي؟
يحذر العلماء: معظمنا يرتكب خطأً حاسمًا عند وضع واقي الشمس
ترجمة: ميس الفالوجي
تدقيق: فاطمة جابر
