تولید اسکلت خارجی هوشمند دانش‌بنیان، امکان راه‌رفتن برای افراد دارای معلولیت اندام‌ های حرکتی تحتانی را فراهم کرده است

گام‌های دانش‌ بنیان برای تحقق رویای حرکت

محققان موفق به تولید نوعی ژل نانوالیافی شده‌اند که پس از 4هفته تزریق به موش‌های فلج، توانایی راه رفتن را به آنها برگردانده است

معجزه درمان آسیب‌ های نخاعی

ضایعات نخاعی ازجمله آسیب‌هایی است که می‌تواند تبعات دشواری را برای فرد آسیب‌ دیده، اطرافیان و حتی جامعه ایجاد کند.

کد خبر: ۱۳۴۷۹۸۷

درمان فلج به وجود آمده از آسیب‌ های نخاعی از اهداف دیرینه پزشکی است که تاکنون پاسخ مناسبی برای آن پیدا نشده است.

در حال حاضر مطالعات گسترده‌ای برای درمان این آسیب که گاهی تا پایان عمر با فرد همراه می‌شود و حتی کیفیت و طول عمر فرد را نیز تحت‌الشعاع قرار می‌دهد در حال انجام است اما هنوز هیچ یک از آنها به‌خوبی نتوانسته‌اند برای این آسیب پر فشار جسمی و روانی پاسخ مناسبی مهیا کنند.

در تحقیق جدید، گروهی از محققان موفق به تولید نوعی ژل خودآرا شده‌اند که با تزریق در محل آسیب نخاعی به موش‌های فلج شده براثر آسیب نخاعی، آنها را قادر ساخته پس از چهار هفته دوباره راه بروند. در ادامه جزئیات بیشتر این دستاورد جدید را که به نظر می‌رسد گام امیدوارکننده‌ای برای رفع این معضل مهم در انسان‌ها باشد، بررسی خواهیم کرد.

درسال‌های اخیر با پیشرفت‌ روش‌های نوین پزشکی راهکارهای مختلفی مانند سلول‌درمانی و استفاده از سلول‌های بنیادی برای ساختن سلول‌های عصبی جدید، ژن‌درمانی برای تحریک تولید پروتئین‌هایی که می‌تواند به ترمیم اعصاب کمک کند و حتی تزریق برخی پروتئین‌های پیام‌رسان خاص برای درمان ضایعات نخاعی یا لااقل کاهش آسیب‌های ناشی از آن بر اندام‌های حرکتی فرد مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته ‌است. از آنجا که هر یک از این روش‌ها با چالش‌های خاصی در خصوص میزان کارایی و اثرات جانبی احتمالی بعدی روبه‌رو هستند، هنوز هیچ‌یک از آنها به‌عنوان روش درمان به‌صورت عمومی ارائه نشده است.

در پژوهشی جدید که نتایجش هفته گذشته در نشریه علمی معتبر ساینس منتشر شده، ساموئل استاپ از دانشگاه نورث وسترن در شیکاگو و همکارانش در پی یافتن روش درمانی برای آسیب‌های نخاعی، موفق به تولید نانوالیافی شده‌اند که از واحدهای پروتئینی به نام مونومرهای پپتدی تشکیل شده است.

این پلیمر زیستی یا همان فیبریل اَبَرمولکولی با شبیه‌سازی ساختار ماتریکس یا همان ساختار مابین سلول‌ها که آرایش سلول‌های عصبی نخاع را استحکام می‌بخشد و به عملکرد بهینه آنها کمک می‌کند به ترمیم ناحیه آسیب دیده در نخاع کمک خواهد کرد.

رفوگری نخاع با نانوالیاف‌ها

هر نانوفیبر مورد استفاده در این تحقیق 10هزار بار نازک‌تر از یک تار مو است که از هزاران مولکول فعال به نام پپتیدها تشکیل شده. ویژگی منحصر به فرد این پلیمر زیستی این است که اجزای تشکیل دهنده آن در آب محلول بوده و می‌تواند به‌راحتی به ناحیه آسیب تزریق شود اما به‌محض مجاورت این مونومرها با سلول‌های زنده عصبی خود به خود زنجیره‌های بلندی به نام فیبریل‌های اَبَرمولکولی را تشکیل می‌دهند و با ایجاد داربست مورد نیاز برای رشد مجدد سلول‌ها بازسازی نخاع آسیب‌دیده را تسهیل می‌کند.

اثر بازسازی ژل به دلیل توالی‌های کوتاه آمینواسیدهای متصل به انتهای پروتئین‌های مونومر است.این توالی‌ها پیام‌های احیاکننده‌ای ارائه می‌کند که توسط گیرنده‌های سطح سلول‌های عصب نخاعی دریافت می‌شود و به این ترتیب بازسازی سلول‌های عصبی تحریک می‌شود.

محققان گروهی شامل 76 موش که بر اثر آسیب نخاعی دو پای عقبی آنها فلج شده بود را به دو دسته تقسیم کردند و به یک دسته فیبریل ژلی و به گروه دیگر دارونمای ساخته شده از محلول نمک را یک روز پس از آسیب اولیه تزریق کردند. برای نزدیک شدن به شرایطی که برای افرادی که دچار ضایعات نخاعی بر اثر تصادف، شلیک گلوله یا حوادث دیگر می‌شوند، محلول ژلی 24ساعت پس از ایجاد آسیب در نخاع موش‌ها تزریق شد. زیرا معمولا افرادی که دچار ضایعات نخاعی می‌شوند نیز با فاصله چند ساعته تحت درمان قرار می‌گیرند.

بازیابی توان حرکتی

چهار هفته پس از یک نوبت تزریق ژل به موش‌های فلج، موش‌ها توانایی راه‌رفتن خود را دوباره به دست آوردند، در حالی که موش‌هایی که دارونما دریافت کرده بودند، توانایی راه رفتن را مجدد به دست نیاوردند.

توانایی راه رفتن موش‌ها به دو روش ارزیابی شد؛ ابتدا موش‌ها امتیازی کلی بر مبنای حرکت مچ پا، ثبات بدن، محل قرارگیری پنجه و گام‌هایشان دریافت کردند. در این بررسی امتیاز کلی موش‌های تحت درمان با ژل سه‌برابر بیشتر از موش‌های تحت درمان با دارونما شد. محققان همچنین توانایی راه رفتن را با فرو بردن پاهای عقب موش‌ها در رنگ و بررسی نحوه راه رفتن‌شان در یک مسیر باریک که با کاغذ سفید خط‌کشی شده بود، ارزیابی کردند. این آزمایش نشان داد ژل هم عرض و هم طول گام را افزایش می‌دهد.
استاپ می‌گوید: «طول و عرض بیشتر گام باید با رشد مجدد آکسون‌ها (دنباله بلند سلول‌های عصبی که به آنها الیاف عصبی نیز گفته می‌شود) که عضلات پا را عصب‌بندی می‌کنند، مرتبط باشد.»

در بررسی‌های دقیق‌تر اثرات این فیبریل ژلی درترمیم آسیب نخاعی در سطح سلولی، تیم تحقیقاتی دریافت موش‌هایی که تحت درمان قرار گرفته بودند، بهبود قابل توجهی در نخاع نیز نشان می‌دادند. این اَبَرمولکول به بازسازی انتهای بریده شده نورون‌ها کمک می‌کند و از سوی دیگر باعث می‌شود تعداد بیشتری نورون حرکتی حفظ شود و در پی آسیب دچار مرگ سلولی نشود.

نکته قابل توجه دیگر این که تزریق ژل میزان اسکار (جای آسیب) بافتی را در محل آسیب کاهش داده بود که معمولا مانعی برای بازسازی دوباره سلول‌های آسیب‌دیده خواهد بود. این ژل همچنین رشد رگ‌های خونی را افزایش می‌دهد که موجب می‌شود مواد مغذی بیشتری برای سلول‌های نخاع فراهم شود.

عملکرد بدون ایجاد زباله

استاپ می‌گوید: «میزان بازیابی عملکردی و شواهد بیولوژیک محکم‌ترمیم که با استفاده از مدلی که تا حد زیادی آسیب شدید انسانی را شبیه‌سازی کرده بود، مشاهده کردیم، این روش درمانی را بر سایر روش‌ها برتری می‌دهد.»

به گفته استاپ، سایر درمان‌های آزمایشی در حال توسعه برای فلج ناشی از ضایعات نخاعی که از سلول‌های بنیادی، ژن‌ها یا پروتئین‌ها استفاده می‌کنند، ایمنی و اثربخشی‌شان هنوز با ابهاماتی همراه است. نکته مهم دیگری که فیبریل‌ژلی را نسبت به سایر روش‌های درمانی در حال پژوهش برجسته‌تر می‌کند، وضعیت آن در بدن پس از اتمام فعالیت ترمیمی‌اش است. پس از گذشت 12هفته و پایان فعالیت فیبریل ژلی در بدن، این ژل به اجزایی قابل مصرف برای سلول‌ها تجزیه می‌شود. به عبارت دیگر پس از پایان کار این ابرمولکول در بدن به ترکیبات مغذی مورد نیاز برای سوخت و ساز سلول‌های عصبی تبدیل می‌شود و آثاری از آن در بدن نمی‌ماند که در ادامه، اثرات جانبی‌ به وجود بیاورد.

در چند قدمی کارآزمایی بالینی

نتایج بسیار امیدبخش کارآزمایی در موش‌های مدل موجب شده این تیم تحقیقاتی امیدوار باشد هرچه سریع‌تر بتواند مجوز کارآزمایی بالینی را سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) دریافت کند و تا سال آینده روند کارآزمایی این درمان جدید در افرادی که دچار آسیب‌های نخاعی می‌شوند، آغاز شود. محققان معتقدند سیستم اعصاب مرکزی میان مهره‌داران بسیار مشابه هم است و به همین دلیل کارآزمایی دارو در مدل‌های حیوانی دیگر مانند میمون‌ها اطلاعات بیشتری فراهم نخواهد کرد. از طرفی درمانی برای ضایعات نخاعی که یکی از مشکلات مهم حوزه سلامت در جوامع است که حتی طول عمر افراد را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد، وجود ندارد و دستیابی هرچه سریع‌تر به روش درمانی مناسب می‌تواند اثربخشی قابل‌توجهی در سلامت جوامع ایجاد کند.

این ژل تاکنون نمونه مشابهی نداشته و دسته جدیدی از داروها باعنوان داروهای ابرمولکول را معرفی می‌کند و احتمالا در آینده نزدیک برای درمان بیماری‌های دیگر نیز توسعه خواهد یافت.

آن راژنیچک از دانشگاه آبردین بریتانیا درمورد این پژوهش می‌گوید: «اگر این یافته بتواند به انسان‌ها نیز تعمیم یابد بسیار هیجان‌انگیز خواهد بود، گرچه مسائل مربوط به مقیاس‌بندی درمان‌های آزمایش‌شده روی موش‌ها برای بررسی روی انسان‌ها موضوع کم‌چالشی نیست.»