کشف راهی تازه برای درمان لطمه مغزی نوزادان

رمز من: پژوهش تازه ای نشان داده است که یک سامانه نانویی می تواند بعد از لطمه حاد مغزی، انرژی سلول های عصبی را تا حدی بازگرداند و نشانه های التهاب را کم کند.

به گزارش رمز من به نقل از مهر، در این شیوه، نیاسینامید با نانولوله های ویژه ای حمل می شود تا بهتر وارد سلول ها شود و به بازسازی ذخیره انرژی کمک نماید. نتایج اولیه در مدلهای آزمایشگاهی و حیوانی، چشم اندازی امیدبخش برای درمان صدمه مغزی نوزادان و سایر اختلالات همراه با کمبود انرژی سلولی ترسیم کرده است.

پژوهشی تازه که در مجله علمی اِی سی اِس نانو (ACS Nano) انتشار یافته از نگاهی نوآورانه در نانوفناوری برای برگرداندن انرژی سلول ها بعد از صدمه حاد مغزی خبر می دهد؛ نگاهی که می تواند افق تازه ای را پیشِ روی درمان اختلالات عصبیِ وابسته به کمبود انرژی بگشاید. در این مطالعه، محققان نشان داده اند که نانولوله های پپتوئیدیِ بارگذاری شده با نیاسینامید، قادرند پیش ساز مهم نیکوتینامید آدنین دی نوکلئوتید +NAD را بصورت مؤثر به درون سلول ها برسانند و از این مسیر، قسمتی از اختلالات متابولیک ناشی از صدمه مغزی را جبران کنند.

آسیب حاد مغزی، خصوصاً در دوره نوزادی، یکی از پیچیده ترین و حساس ترین چالش های پزشکی محسوب می شود. در چنین شرایطی، عملکرد طبیعی سلول ها به شدت برهم می خورد؛ سطح آدنوزین تری فسفات (ATP) کم می شود، استرس اکسیداتیو افزایش می یابد و مسیرهای التهابی فعال می شوند. دراین میان، کمبود NAD+ بعنوان یکی از کوآنزیم های کلیدی در تنفس سلولی و ترمیم DNA، نقش محوری در تشدید صدمه ایفا می کند. هرچند جبران این مولکول یا پیش سازهای آن سال هاست بعنوان راهکاری امیدبخش مطرح شده، اما انتقال این ایده از سطح آزمایشگاهی به کاربرد بالینی با موانعی جدی مواجه بوده است؛ همچون جذب ضعیف توسط سلول ها، تجزیه سریع و نبودِ هدف گیری دقیق سلول های صدمه دیده.

پژوهشگران این مطالعه، برای عبور از همین محدودیت ها، سامانه ای مبتنی بر نانوماده ها را بر پایه نانولوله های پپتوئیدی طراحی نموده اند. پپتوئیدها، پلیمرهایی با خصوصیت های تعریف شده و توالی محور هستند که می توانند خودبه خود در ساختارهایی پایدار و زیست سازگار سازمان پیدا کنند. این ساختارها در قالب نانولوله های منظم، امکان حمل مؤثر ترکیبات دارویی را فراهم می کنند. در این طرح، مولکول نیاسینامید بطور کووالانسی به بدنه پپتوئیدها متصل شده تا هم پایداری بیشتری داشته باشد و هم رهاسازی آن درون سلول ها کنترل شده تر صورت گیرد.

یافته ها نشان داده است که این نانولوله های حامل نیاسینامید، که با عنوان NAM-PNTs شناخته می شوند، می توانند سطح ATP داخل سلول را بالا برند، بقای سلولی را بهبود بخشند و شدت پاسخ های التهابی بعد از صدمه را کاهش دهند. نکته قابل توجه آنست که حتی یک دوز از این سامانه هم در چندین مدل پیش بالینی، اثرات قابل اندازه گیری برجا گذاشته است؛ همچون در سلول های میکروگلیا، برش های زنده مغزی و مدلهای نوزاد موش صحرایی. این موفقیت، خصوصاً از آن جهت اهمیت دارد که برای اولین بار یک بستر زیست سازگار و متمرکز بر میکروگلیا معرفی می شود که می تواند متابولیسم انرژی سلول های مغزی را در شرایط صدمه دیده بازتنظیم کند.

در طراحی این نانولوله ها، از یک رویکرد «از پایین به بالا» بهره گرفته شده است؛ به این معنا که اجزای سازنده در سطح مولکولی چنان کنار هم قرار گرفته اند که ساختار نهایی، به گونه ای مهندسی شده و دقیق شکل بگیرد. پپتوئیدهای آمفی فیلیک، یعنی مولکول هایی دارای بخش های آب دوست و آب گریز، در این پروسه خودآرایی کرده و لوله هایی منظم و بلورین به وجود آورده اند. سپس نیاسینامید به ستون فقرات این ساختار متصل شده تا دارو درون سامانه تثبیت شود و انتقال آن به بافت هدف با دقت بیشتری انجام پذیرد.

برای ساخت این نانولوله ها، محققان از روش تبلور کنترل شده با تبخیر بهره برده اند. ساختار نهائی با بهره گیری از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) و پراش پرتو ایکس (XRD) مورد بررسی قرار گرفته و نتایج، وجود معماری ای بسیار منظم و بلورین را تأیید کرده است. افزون بر این، طول نانولوله ها بوسیله فراصوت دهی تنظیم شده تا جذب سلولی و نفوذ آنها در بافت، بهینه تر شود.

برای ارزیابی ایمنی و کارایی، چندین مدل زیستی به کار گرفته شده است. در بخش آزمایشگاهی، سلول های میکروگلای BV-۲ در معرض محرومیت از اکسیژن و گلوکز (OGD) قرار گرفتند تا وضعیت صدمه ایسکمیک شبیه سازی شود. در بخش برون تنی، از برش های کامل نیمکره مغز استفاده شد تا معماری طبیعی بافت حفظ شود. همچنین، برای اعتبارسنجی درون تنی، مدل هیپوکسی-ایسکمی در موش صحرایی نوزاد به کار رفت؛ مدلی که از نظر بالینی، شباهت بیشتری به صدمه های مغزی دوران نوزادی دارد.

بررسی های تکمیلی نشان داد که میکروگلیا، نانولوله ها را عمدتا بوسیله فاگوسیتوز مایع فاز و اندوسیتوز میانجی گری شده با کاوئولا به درون خود می برند. همین ویژگی، راه را برای هدف گیری دقیق تر سلول های درگیر در پاسخ التهابی هموار می کند. به بیان دیگر، این سامانه نانویی نه فقط حامل یک پیش ساز حیاتی برای تولید انرژی است، بلکه با طراحی هوشمندانه خود، به طور دقیقتر به سلول هایی می رسد که در پروسه صدمه مغزی نقش کلیدی دارند.

اهمیت این تحقیق در آنست که نشان داده است درمان صدمه مغزی الزاماً نباید تنها بر مهار التهاب یا حفاظت عصبی متمرکز باشد، بلکه می توان از زاویه ای بنیادی تر هم به مساله نگریست: برگرداندن انرژی ازدست رفته سلول ها. اگر سلول های مغزی بتوانند بار دیگر به منابع انرژی دسترسی پیدا کنند، توان ترمیم، بقا و بازیابی عملکرد در آنها افزایش خواهد یافت. از این منظر، مطالعه مورد اشاره تنها یک موفقیت آزمایشگاهی نیست، بلکه می تواند بنیانی برای توسعه نسل تازه ای از درمان های هدفمند در بیماریهای عصبیِ وابسته به افت انرژی سلولی باشد.

به طور خلاصه پپتوئیدها، پلیمرهایی با مشخصه های تعریف شده و توالی محور هستند که می توانند خودبه خود در ساختارهایی پایدار و زیست سازگار سازمان پیدا کنند. در طراحی این نانولوله ها، از یک رویکرد از پایین به بالا بهره گرفته شده است؛ به این معنا که اجزای سازنده در سطح مولکولی چنان کنار هم قرار گرفته اند که ساختار نهایی، به شکلی مهندسی شده و دقیق شکل بگیرد. در قسمت برون تنی، از برش های کامل نیمکره مغز استفاده شد تا معماری طبیعی بافت حفظ شود.

1405/03/01

14:09:39

0.0 / 5

تگهای خبر: انرژی , تولید , فناوری , كاربر

اگر مطلب را پسندیدید لایک کنید

(0)

تازه ترین مطالب مرتبط

نظرات بینندگان در مورد این مطلب

نظر شما در مورد این مطلب

نام:

ایمیل:

نظر:

سوال:

= ۷ بعلاوه ۳