کشفی امیدوارکننده برای درمان آلزایمر

مغز انسان در بازسازی نورون‌هایی که بر اثر بیماری‌هایی مانند آلزایمر از بین می‌روند، توان محدودی دارد. اگرچه درمان‌های موجود می‌توانند روند پیشرفت بیماری را تا حدی کند کنند، اما در حال حاضر قادر نیستند کاهش توانایی‌های شناختی ناشی از آلزایمر را معکوس کنند. اکنون پژوهشی جدید، رویکردی متفاوت را برای بازسازی سلول‌های عصبی از دست رفته مطرح کرده است؛ رویکردی که در آزمایش‌های اولیه توانسته نورون‌های جدید ایجاد کند، مدار‌های عصبی را بازسازی کند و عملکرد شناختی موش‌های مبتلا به بیماری آلزایمر را بهبود دهد.

این مطالعه که در مجله Cell Biomaterials از مجموعه Cell Press منتشر شده، روی فناوری‌ای به نام «نانو-ایریزر» (Nano-ERASER) تمرکز دارد؛ یک سامانه نانوژل پلیمری مهندسی شده که می‌تواند با استفاده از آنتی بادی ها، پروتئین‌های هدف را در سلول‌ها تخریب کند.

پژوهشگران به سرپرستی پی شنگ شو (Peisheng Xu)، استاد داروسازی در دانشگاه کارولینای جنوبی، نشان داده‌اند که این فناوری می‌تواند از سد خونی-مغزی عبور کرده و خود را به سلول‌هایی به نام آستروسیت برساند؛ سلول‌هایی ستاره‌ای شکل که تعداد زیادی از آنها در سیستم عصبی مرکزی وجود دارند و نقش مهمی در پشتیبانی از نورون‌ها ایفا می‌کنند.

تبدیل سلول‌های پشتیبان مغز به نورون

یکی از نکات کلیدی این پژوهش، پروتئینی به نام PTBP۱ است. نانو-ایریزر پس از ورود به آستروسیت ها، آنتی بادی‌هایی را به کار می‌گیرد که این پروتئین را هدف قرار داده و تجزیه می‌کنند

کاهش PTBP۱ باعث می‌شود آستروسیت‌ها مسیر متفاوتی را در پیش بگیرند و به نورون‌های جدید تبدیل شوند. به این ترتیب، پژوهشگران به جای آنکه صرفا از نورون‌های باقی مانده محافظت کنند، تلاش کرده‌اند از سلول‌های موجود در مغز برای ساخت سلول‌های عصبی تازه استفاده کنند.

پژوهشگران در آزمایش‌های خود ابتدا نانو-ایریزر را روی کشت سلول‌های آستروسیت انسانی و همچنین ارگانوئید‌های مغزی انسانی آزمایش کردند. این ارگانوئید‌ها به گونه‌ای طراحی شده بودند که برخی ویژگی‌های مغز مبتلا به آلزایمر را شبیه سازی کنند.

در هر دو مدل، سطح پروتئین PTBP۱ کاهش پیدا کرد و آستروسیت‌ها به نورون تبدیل شدند. آزمایش‌های بعدی نیز نشان داد که نورون‌های جدید تنها از نظر ظاهری شبیه نورون نیستند، بلکه عملکردی هستند و می‌توانند در شبکه عصبی فعالیت کنند.

نورون‌های جدید توانستند زنده بمانند

به گفته پی شنگ شو، یکی از نکات مهم این مطالعه آن است که نورون‌های تازه ساخته شده توانستند بالغ شوند و زنده بمانند. همچنین مغز موش‌هایی که تحت درمان قرار گرفته بودند، تراکم نورونی بسیار بیشتری نسبت به حیوانات درمان نشده نشان داد.

اما آزمایش‌ها به ایجاد نورون‌های جدید محدود نشد.

پژوهشگران نانو-ایریزر را روی موش‌های مبتلا به آلزایمر آزمایش کردند و حیوانات را طی چند هفته مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد مهارت آنها در ساخت لانه، که یکی از رفتار‌های مورد استفاده برای ارزیابی عملکرد شناختی موش هاست، بهبود پیدا کرد.

آنها همچنین در آزمون هزارتوی آبی عملکرد بهتری داشتند و توانستند مسیر را موثرتر از قبل پیدا کنند؛ نتیجه‌ای که پژوهشگران آن را نشانه‌ای از بهبود توانایی‌های یادگیری و حافظه می‌دانند.

کاهش التهاب مغز و تجمع آمیلوئید بتا

تصویربرداری و بررسی بافت مغز حیوانات نیز نتایج جالبی داشت. مغز موش‌های تحت درمان، افزون بر افزایش تراکم نورون ها، کاهش التهاب عصبی و همچنین کاهش تجمع پروتئین آمیلوئید بتا را نشان داد.

تجمع آمیلوئید بتا یکی از ویژگی‌های شناخته شده بیماری آلزایمر است و به همین دلیل، مشاهده کاهش آن در مغز موش‌های درمان شده توجه پژوهشگران را به خود جلب کرده است.

شو می‌گوید پس از تنها دو تزریق، تفاوت رفتاری میان موش‌های درمان شده و درمان نشده قابل مشاهده بود. به گفته او، حتی پس از یک تزریق نیز پژوهشگران تفاوت‌هایی را در رفتار حیوانات مشاهده کردند.

تفاوت Nano-ERASER با CRISPR چیست؟

یکی از ویژگی‌های مهم این روش، نحوه برنامه ریزی مجدد سلول هاست. فناوری‌هایی مانند CRISPR با ایجاد تغییرات در دی ان‌ای می‌توانند فعالیت یا ویژگی‌های سلول‌ها را تغییر دهند، اما نانو-ایریزر مستقیما دی ان‌ای را دستکاری نمی‌کند.

در این روش، تغییر وضعیت سلول از طریق هدف قرار دادن یک پروتئین انجام می‌شود و برنامه ریزی مجدد سلولی نیز قابل برگشت است.

پژوهشگران امیدوارند این ویژگی بتواند در آینده از برخی عوارض احتمالی ناشی از تغییرات ژنتیکی جلوگیری کند. شو معتقد است این رویکرد می‌تواند از نظر اثربخشی و ایمنی، مزایایی نسبت به روش‌هایی داشته باشد که تغییرات مستقیم در سطح ژنتیکی ایجاد می‌کنند؛ هرچند اثبات چنین مزیتی به آزمایش‌های بسیار بیشتری نیاز دارد.

چرا این یافته برای پژوهش آلزایمر مهم است؟

یکی از دلایل اهمیت این مطالعه، بحثی است که در سال‌های اخیر درباره نقش PTBP۱ در بازسازی نورون‌ها وجود داشته است. پژوهش‌های قبلی درباره اینکه آیا کاهش PTBP۱ به تنهایی می‌تواند در موجود زنده باعث بازسازی نورون‌ها شود یا خیر، نتایج و تفسیر‌های متفاوتی داشته‌اند.

مطالعه جدید نشان می‌دهد که استفاده از یک سامانه نانوذراتی برای رساندن هدفمند این فرایند به سلول‌های مغزی، دست کم در مدل‌های آزمایشگاهی و موش ها، می‌تواند به ایجاد نورون‌های جدید و تغییرات قابل اندازه گیری در عملکرد مغز منجر شود.

به بیان ساده، این رویکرد به جای آنکه فقط با پیامد‌های از دست رفتن نورون‌ها مقابله کند، تلاش می‌کند سلول‌های موجود در مغز را به منبعی برای تولید نورون‌های جدید تبدیل کند.

آیا این روش می‌تواند آلزایمر را در انسان درمان کند؟

با وجود نتایج امیدوارکننده، هنوز فاصله زیادی میان این آزمایش‌ها و یک درمان واقعی برای بیماران مبتلا به آلزایمر وجود دارد.

این پژوهش در حال حاضر نشان نمی‌دهد که نانو-ایریزر می‌تواند آلزایمر را در انسان درمان کند. نتایج مشاهده شده در کشت سلولی، ارگانوئید‌های مغزی و موش‌ها باید در مطالعات بزرگ‌تر و طولانی مدت تکرار و تایید شوند.

پژوهشگران نیز برای ادامه مسیر قصد دارند اثربخشی این فناوری را در بازه‌های زمانی طولانی‌تر بررسی کنند و آن را روی نخستی‌های غیرانسانی آزمایش کنند. در صورت موفقیت این مراحل و تایید ایمنی، هدف نهایی حرکت به سمت آزمایش‌های بالینی انسانی خواهد بود.

در نتیجه، نانو-ایریزر را در حال حاضر باید یک فناوری تحقیقاتی و امیدوارکننده برای بازسازی عصبی دانست، نه درمان اثبات شده آلزایمر.

با این حال، اگر نتایج مطالعات آینده تایید شوند، این فناوری می‌تواند مسیر متفاوتی را در درمان بیماری‌های تحلیل برنده عصبی باز کند؛ مسیری که در آن هدف تنها جلوگیری از آسیب بیشتر نیست، بلکه تلاش برای بازسازی نورون‌های از دست رفته و بازگرداندن بخشی از عملکرد شبکه عصبی نیز مطرح می‌شود.

به گفته شو، پیشرفت این فناوری تا مرحله استفاده بالینی می‌تواند امید تازه‌ای برای بیماران مبتلا به آلزایمر ایجاد کند.