عكس مرض الزهايمر باستخدام تكنولوجيا النانو: إنجاز علمي جديد

في خطوة رائدة نحو علاج مرض الزهايمر، أعلن العلماء عن نجاحهم في استخدام تكنولوجيا النانو لعكس آثار المرض في نماذج الفئران. هذا الإنجاز يعد بارقة أمل جديدة في مجال الأبحاث الطبية.

نجاح العلماء في عكس مرض الزهايمر باستخدام تكنولوجيا النانو

قام فريق بقيادة معهد الهندسة الحيوية في كاتالونيا (IBEC) ومستشفى غرب الصين جامعة سيتشوان (WCHSU)، بالتعاون مع شركاء في المملكة المتحدة، بالإبلاغ عن نهج تكنولوجيا النانو الذي يعكس مرض الزهايمر في نماذج الفئران. وبدلاً من استخدام الجسيمات النانوية كحاملات سلبية، صمم الباحثون جسيمات نانوية نشطة بيولوجيًا تعمل بمثابة “أدوية فوق الجزيئية”. يركز العلاج على استعادة الحاجز الدموي الدماغي (BBB)، وهو حاجز الأوعية الدموية الذي يحافظ على البيئة الداخلية للدماغ. ومن خلال إصلاح هذه الواجهة، أظهرت الحيوانات عكسًا لمرض الزهايمر.

استهلاك الدماغ للطاقة

يستهلك الدماغ حوالي 20% من طاقة الجسم عند البالغين، وما يصل إلى 60% عند الأطفال. تصل هذه الطاقة من خلال شبكة الأوعية الدموية الكثيفة بشكل استثنائي حيث يتم إمداد كل خلية عصبية عن طريق الشعيرات الدموية الخاصة بها. مع ما يقرب من مليار من الشعيرات الدموية، يعتمد الدماغ على الأوعية الدموية السليمة للحفاظ على وظيفته ومقاومة الأمراض. وتعزز هذه الملاحظات كيفية ارتباط صحة الأوعية الدموية بحالات مثل الخرف والزهايمر، حيث يرتبط الضرر الذي يلحق بنظام الأوعية الدموية ارتباطًا وثيقًا.

وظيفة حاجز الدم في الدماغ وإزالة البروتينات النفايات

BBB هو درع خلوي وفسيولوجي يفصل أنسجة المخ عن الدورة الدموية، مما يساعد على منع مسببات الأمراض والسموم. وأظهر الباحثون أنه من خلال العمل وفقًا لآلية محددة، يمكن لـ “بروتينات النفايات” الضارة المنتجة في الدماغ عبور هذا الحاجز وإخراجها إلى مجرى الدم. في مرض الزهايمر، الأميلويد β (Aβ) هو بروتين النفايات الأساسي، وتراكمه يعطل وظيفة الخلايا العصبية.

نتائج العلاج

عمل الفريق مع نماذج من الفئران تم تصميمها لزيادة إنتاج Aβ ولتطوير تدهور إدراكي ملحوظ يعكس سمات مرض الزهايمر. تلقت الحيوانات ثلاث جرعات من الأدوية فوق الجزيئية، تليها مراقبة منتظمة. “بعد ساعة واحدة فقط من الحقن، لاحظنا انخفاضًا بنسبة 50-60% في كمية Aβ داخل الدماغ” يوضح جونيانغ تشن، المؤلف المشارك الأول للدراسة، والباحث في مستشفى غرب الصين بجامعة سيتشوان وطالب الدكتوراه في جامعة كوليدج لندن (UCL).

وكانت النتائج العلاجية أبرزها. ومن خلال العديد من الاختبارات السلوكية واختبارات الذاكرة التي أجريت على مدار أشهر، تم تقييم الحيوانات في مراحل مرضية مختلفة. في أحد الأمثلة، تمت معالجة فأر يبلغ من العمر 12 شهرًا (أي ما يعادل إنسانًا يبلغ من العمر 60 عامًا) بالجسيمات النانوية وتم تقييمه بعد 6 أشهر. وبحلول عمر 18 شهرًا (مقارنةً بإنسان يبلغ من العمر 90 عامًا)، كان سلوكه مطابقًا لسلوك فأر سليم.

استعادة الأوعية الدموية

“يأتي التأثير طويل المدى من استعادة الأوعية الدموية في الدماغ. نعتقد أنها تعمل مثل سلسلة متتالية: عندما تتراكم الأنواع السامة مثل أميلويد بيتا (Aβ)، يتطور المرض. ولكن بمجرد أن تصبح الأوعية الدموية قادرة على العمل مرة أخرى، تبدأ في إزالة الأميلويد بيتا والجزيئات الضارة الأخرى، مما يسمح للنظام بأكمله باستعادة توازنه. واللافت للنظر هو أن جزيئاتنا النانوية تعمل كدواء ويبدو أنها تنشط آلية ردود الفعل التي تعيد مسار التصفية هذا إلى المستويات الطبيعية.” قال جوزيبي باتاليا، أستاذ أبحاث ICREA في IBEC، والباحث الرئيسي في مجموعة Molecular Bionics وقائد الدراسة.

آلية عمل الأدوية فوق الجزيئية

في مرض الزهايمر، يحدث انهيار رئيسي في عملية التصفية الطبيعية للأنواع السامة مثل Aβ. في ظل الظروف العادية، يعمل البروتين LRP1 كحارس بوابة جزيئي. فهو يتعرف على Aβ، ويربطه عبر الروابط، ويساعد في نقله عبر BBB إلى مجرى الدم لإزالته. النظام دقيق. إذا ربط LRP1 الكثير من Aβ بإحكام شديد، يصبح النقل مزدحمًا ويتحلل LRP1 نفسه داخل خلايا BBB، مما يقلل من عدد الموجات الحاملة المتاحة. إذا كان الارتباط ضعيفًا جدًا، تكون إشارة النقل غير كافية. يؤدي أي من السيناريوهين إلى تراكم Aβ في الدماغ.

تعمل الأدوية فوق الجزيئية كمفتاح إعادة ضبط. من خلال تقليد بروابط LRP1، فإنها تربط Aβ، وتجتاز BBB، وتؤدي إلى إزالة الأنواع السامة. ومع استئناف هذه العملية، تستعيد الأوعية الدموية دورها الطبيعي في التخلص من النفايات وتعود إلى وظيفتها الطبيعية.

الجسيمات النانوية والتحكم في المستقبلات

في هذا العمل، تعمل الجسيمات النانوية كعوامل علاجية في حد ذاتها. تم تصميمها من خلال استراتيجية هندسة جزيئية من أسفل إلى أعلى، وهي تجمع بين الحجم المتحكم فيه بإحكام وعدد محدد من الروابط السطحية لإنشاء منصة متعددة التكافؤ مع تفاعلات محددة للغاية في المستقبلات الخلوية. ومن خلال إشراك حركة المستقبلات في غشاء الخلية، فإنها توفر طريقة جديدة لتعديل نشاط المستقبلات. تدعم هذه الدقة إزالة Aβ الفعالة وتساعد على إعادة توازن نظام الأوعية الدموية الذي يحمي صحة الدماغ.

ويشير هذا المفهوم العلاجي نحو الاستراتيجيات السريرية المستقبلية التي تعالج مساهمة الأوعية الدموية في مرض الزهايمر وتهدف إلى تحسين نتائج المرضى. تقول لورينا رويز بيريز، الباحثة في مجموعة الإلكترونيات الجزيئية من معهد الهندسة الحيوية في كاتالونيا (IBEC) والأستاذ المساعد في جامعة سيرا هانتر في جامعة برشلونة (UB): “أظهرت دراستنا فعالية ملحوظة في تحقيق إزالة Aβ سريعة، واستعادة الوظيفة الصحية في حاجز الدم في الدماغ، مما أدى إلى انعكاس مذهل لأمراض الزهايمر”.

جمع المشروع بين معهد الهندسة الحيوية في كاتالونيا (IBEC)، ومستشفى غرب الصين بجامعة سيتشوان، ومستشفى غرب الصين شيامن بجامعة سيتشوان، وكلية لندن الجامعية، ومختبر شيامن الرئيسي لعلم الأشعة النفسية والتعديل العصبي، وجامعة برشلونة، والأكاديمية الصينية للعلوم الطبية والمعهد الكاتالوني للبحوث والدراسات المتقدمة (ICREA).

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily

تعتبر هذه النتائج خطوة هامة نحو تطوير علاجات فعالة لمرض الزهايمر، مما يعزز الأمل في تحسين حياة الملايين من المرضى حول العالم.