بازسازی و محافظت از سلول‌های مغزی با گل‌های نانویی

به گزارش روز سه‌شنبه گروه علمی ایران اکونومیست از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، در قلب یکی از مهم‌ترین مراکز پژوهشی جهان، نوآوری‌ نوینی در عرصه علوم اعصاب ارائه شده که می‌تواند مسیر درمان بیماری‌های مغزی را دگرگون کند. پژوهشگران مرکز تحقیقاتی AgriLife در دانشگاه تگزاس A&M با استفاده از ذراتی به شکل گل‌های فلزی در مقیاس نانو ـ که به آن‌ها نانوفلاور (Nanoflower) گفته می‌شود ـ موفق به بازسازی و محافظت از سلول‌های مغزی شده‌اند. این دستاورد می‌تواند آغازگر نسلی نو از درمان‌های بیماری‌های تحلیل‌برنده‌ عصبی همچون پارکینسون و آلزایمر باشد.

بر پایه‌ مقاله‌ای که در نشریه Journal of Biological Chemistry منتشر شده است، نانوفلاورها (نانوگل) قادرند عملکرد میتوکندری‌ها را در سلول‌های مغزی بهبود بخشند؛ میتوکندری‌هایی که مانند موتورخانه‌های سلولی، مسئول تأمین انرژی حیاتی بدن هستند. این نانوذرات نه‌تنها از سلول‌ها در برابر آسیب اکسیداتیو محافظت می‌کنند، بلکه با ارتقای سلامت میتوکندری‌ها، فرآیند ترمیم و بازسازی سلولی را نیز تسهیل می‌سازند.

این مطالعه حاصل همکاری میان چارلز میچل، دانشجوی دکتری در دانشکده علوم زیستی دانشگاه تگزاس A&M، و میخائیل ماتویِنکا، پژوهشگر این مجموعه است. هدایت پروژه بر عهده‌ی دیمیتری کوروسکی (Dmitry Kurouski)، دانشیار بیوشیمی و عضو مؤسسه AgriLife برای ارتقای سلامت از طریق کشاورزی بود.

کوروسکی در این‌باره می‌گوید: این نانوگل‌ها زیر میکروسکوپ ظاهری چشم‌نواز دارند، اما عملکردشان درون سلول‌ها به‌مراتب شگفت‌انگیزتر است. آن‌ها با بهبود کارکرد سلول‌های مغزی، به یکی از مهم‌ترین علل زیربنایی بیماری‌های عصبی که همواره از درمان‌های مؤثر گریزان بوده‌اند، پاسخ می‌دهند.

میتوکندری‌ها به‌طور معمول، مواد غذایی را به انرژی قابل‌استفاده تبدیل می‌کنند. اما این فرایند همیشه پاک و بدون پسماند نیست. در طی این فرایند، مولکول‌هایی ناپایدار موسوم به گونه‌های فعال اکسیژن تولید می‌شوند که اگر کنترل نشوند، می‌توانند به بافت‌ها آسیب برسانند.

برای بررسی توان درمانی نانوفلاورها، تیم کوروسکی از دو نوع مختلف این ذرات (دی‌سولفید مولیبدن یا MoS₂ و دی‌سلنید مولیبدن یا MoSe₂) در محیط کشت سلول‌های عصبی و آستروسیت‌ها استفاده کردند. تنها ۲۴ ساعت پس از آغاز درمان، سطوح گونه‌های فعال اکسیژن به‌طور چشم‌گیری کاهش یافت و نشانه‌هایی از بهبود در تعداد و کیفیت میتوکندری‌ها مشاهده شد.

کوروسکی می‌گوید: «حتی در سلول‌های سالم هم مقداری استرس اکسیداتیو طبیعی است، اما نانوفلاورها عملکرد میتوکندری‌ها را به‌گونه‌ای تنظیم می‌کنند که سطح این مواد سمی تقریباً به صفر می‌رسد.»

در گام بعد، پژوهشگران تأثیر نانوفلاورها را نه‌تنها در سطح سلولی بلکه در سطح موجود زنده بررسی کردند. آنان از کرم‌های آزمایشگاهی Caenorhabditis elegans که در تحقیقات عصبی کاربرد گسترده‌ای دارند، بهره بردند. نتایج نشان داد کرم‌هایی که با نانوفلاور درمان شده بودند، چندین روز بیشتر از همتایان خود که درمان نشده بودند، زنده ماندند. همچنین میزان مرگ‌ومیر در مراحل اولیه زندگی آن‌ها به‌طور معناداری کاهش یافت.

در ادامه‌ مسیر، کوروسکی و تیمش قصد دارند بررسی‌هایی دقیق‌تر درباره سمیت، پایداری و نحوه پراکندگی این نانوذرات در مدل‌های پیچیده‌تر حیوانی انجام دهند.

با وجود سال‌ها پژوهش، درمان مؤثری برای محافظت از سلول‌های عصبی یافت نشده و بیشتر داروهای موجود صرفاً علائم بیماری را مدیریت می‌کنند. اما کوروسکی معتقد است فناوری نانوفلاورها با هدف‌گیری مستقیم سلامت میتوکندری و کاهش استرس اکسیداتیو، می‌تواند دریچه‌ای تازه به‌سوی درمان ریشه‌ای بیماری‌های عصبی بگشاید.

تیم تحقیقاتی وی با همکاری نهاد نوآوری دانشگاه تگزاس A&M، درخواست ثبت اختراعی برای استفاده از نانوفلورها در درمان‌های محافظت‌کننده‌ عصبی تنظیم کرده‌اند. آن‌ها همچنین در نظر دارند در مراحل بعدی با دانشکده پزشکی دانشگاه برای بررسی کاربرد نانوفلاورها در درمان سکته مغزی، آسیب‌های نخاعی و بیماری‌های تحلیل‌برنده عصبی همکاری کنند.

کوروسکی در پایان خاطرنشان کرد: ما بر این باوریم که نانوفلاورها می‌توانند به یک طبقه‌ درمانی جدید تبدیل شوند. هدف ما این است که مطمئن شویم این فناوری ایمن، مؤثر و دارای سازوکار مشخصی است. اما آنچه تاکنون دیده‌ایم، نوید پتانسیلی خارق‌العاده را در دل این نانوذرات نهفته دارد.