امکان ارسال مستقیم دارو به مغز با ابداع روشی نوین (مهندسی پزشکی)

کد خبر: ۱۹۴۳۵۲

تاریخ: ۰۶ مرداد ۱۳۹۹ - ۲۱:۴۸

مهندسان زیست پزشکی دانشکده مهندسی «دانشگاه تافتس» آمریکا در مطالعه اخیرشان نانوذرات مبتنی بر لیپید را ایجاد کرده‌اند که دارای انتقال‌دهنده‌های عصبی برای کمک به ارسال داروها، مولکول‌های بزرگ و حتی ویرایش ژن‌ها در سد خونی مغزی می‌شود و آنها طی این مطالعه موفق به انجام این کار در مغز موش‌ها شده‌اند.
به گزارش ایسنا و به نقل از مدیکال اکسپرس، این ابداع می‌تواند بر بسیاری از محدودیت‌های فعلی پزشکان را که در زمینه انتقال دارو به سیستم عصبی مرکزی با آن رو‌به‌رو هستند، غلبه کرده و امکان استفاده از طیف گسترده‌ای از داروها و ارسال آنها به مغز را فراهم کند.
«کیااوبینگ ژو»(Qiaobing Xu) استادیار مهندسی زیست پزشکی در دانشگاه تافتس و نویسنده ارشد این تحقیق گفت: قدرت روش ما این است که بسیار متنوع و نسبتاًً غیرمختل‌کننده است. ما می‌توانیم با این روش طیف وسیعی از مولکول‌ها را با‌ترکیب آنها در نانوذرات مبتنی بر لیپید بدون اینکه خود داروها را به‌صورت شیمیایی اصلاح کنیم به مغز ارسال کنیم.
سد خونی مغزی یا در اصطلاح پزشکی (BBB) محدوده جداکننده بین مایع برون‌سلولی مغز در سیستم اعصاب مرکزی و جریان خون گردشی در بدن است بطوری که اگر مواد رنگی به‌ درون خون تزریق شود می‌توان مشاهده کرد که از این ماده درون مغز اثری دیده نمی‌شود. این پرده یا سد از مویرگ‌های ویژه تشکیل شده که برخلاف ساختار عادی در مویرگ‌ها دارای منافذ معمول نبوده و اتصال بین‌سلولی در آنها از نوع اتصال‌ محکم است و در نتیجه بسیاری از ملکول‌ها و ریزملکول‌ها و همچنین باکتری‌ها قادر به گذشتن از آن‌ها(از طریق انتشار) و رسیدن به مایع مغزی نخاعی در مغز نیستند. متقابلاً سطح اندوتلیال این مویرگ‌ها از پروتئین‌های ویژه پوشیده شده که توسط آنها ورود گلوکز به مغز به‌عنوان تغذیه امکان‌پذیر می‌گردد. همچنین تبادل گازی (اکسیژن-  دی‌اکسید کربن) بین خون گردشی و مغز از این سد بدون مشکل قابل انجام است.
محققان اظهار کردند آزمایشات و مطالعات زیادی برای تعیین اثربخشی این روش بر انسان‌ها نیاز است. ارسال ایمن و کارآمد داروهای مولکولی درمانی در سراسر سد خونی مغزی یک چالش دیرینه در علم پزشکی بوده است.
درمان اختلالات عصبی، تومورهای مغزی، عفونت‌های مغزی و سکته مغزی با مشکل در انتقال ایمن داروهای مولکول‌های کوچک و درشت‌مولکول یا ماکرومولکول‌ها مانند پپتیدها و پروتئین‌ها به مغز محدود شده است.
درشت‌مولکول یا ماکرومولکول در دانش شیمی‌به طور کلی به مولکول‌هایی گفته می‌شود که از نظر تعداد اتم‌های تشکیل‌دهنده، جرم مولکولی (و جرم مولکولی نسبی) و وزن مولکولی دارای مقادیر بالایی باشند.
رویکردهای فعلی مانند تزریق مستقیم دارو به مغز مملو از خطرات از جمله عفونت، آسیب بافتی و سمیت عصبی است. استفاده از حامل‌ها مانند ویروس‌های اصلاح شده و آنتی‌بادی‌های مونوکلونال برای ارسال دارو به داخل مغز، محدودیت‌هایی از جمله هزینه تولید و ایمنی دارد. حامل‌های دیگر مانند نانوذرات، نانو کپسول‌ها و پلیمرها نیز مناسب هستند اما اطمینان از ارسال آنها به مغز پیچیده است.
نویسندگان این مطالعه اظهار کردند که انتقال‌دهنده‌های عصبی خاص از‌ ترکیبات شیمیایی خاص برای رسیدن به مغز برخوردار هستند. با اتصال یک مولکول لیپید(مانند چربی) به انتقال‌دهنده عصبی ،»NT- lipidoid» حاصل می‌تواند در نانوذرات لیپیدی (LNPs) ارسال شود و حباب‌های کوچکی از چربی ایجاد کنند که می‌توانند داروها را ارسال کنند.
نانوذرات لیپیدی را می‌توان به‌صورت درون‌رگی تزریق کرد و داروها را به سد خونی مغزی منتقل کرد. در همین حال NT- lipidoid به نانوذرات لیپیدی کمک می‌کند تا داروها از سد عبور کنند. سپس نانوذرات لیپیدی می‌توانند با سلول‌های عصبی و سلول‌های دیگر مغز ‌ترکیب شوند تا بتوانند دارو درمانی خود را تحویل دهند.
محققان با استفاده از همین روش توانستند داروها را به مغز موش‌ها انتقال دهند. محققان یک داروی ضدقارچ مولکولی به نام
آمفوتریسین‌بی(amphotericin B) و ماکرومولکول‌هایی به نام  «الیگونوکلئوتید آنتی سنس تاو»
(Tau antisense oligonucleotide) که تولید پروتئین تاو متصل به بیماری آلزایمر را مهار می‌کند و پروتئین ویرایش ژن
«GFP- Cre» را به مغز موش‌ها تزریق کردند. محققان شاهد تأثیر پروتئین کاهش یافته تاو بودند و همچنین نتایج پروتئین ویرایش ژن را که وارد نورون‌ها می‌شد را مشاهده کردند. در حالی که مطالعات و آزمایشات بالینی بیشتری مورد نیاز است اما روش مذکور یک پیشرفت چشمگیر در راحتی و یک کاربرد کلی برای تحویل داروها به سیستم عصبی مرکزی می‌باشد.