نانوذراتی که آلزایمر را هدف قرار می‌دهند

آلزایمر بیماری مربوط به مغز است. ماهیت آسیب‌شناختی این بیماری نخستین بار سال 1906 میلادی از سوی یک پزشک آلمانی به نام آلویس آلزایمر توصیف و این بیماری نیز به نام همین پزشک نامگذاری شد. با افزایش سن، توانایی‌های جسمی و ذهنی بتدریج کاهش پیدا می‌کند. مغز نیز مانند دیگر قسمت‌های بدن دچار تحلیل و تغییراتی می‌شود که ممکن است در نهایت به زوال عقل منجر شود.

بیمــاری آلزایمر از شایع‌تـــــرین بیماری‌هایی است که در نتیجه زوال عقل ایجاد می‌شود. این بیماری از مشکلات شایع دوران سالمندی است. گرچه بسیاری از افراد تصور می‌کنند آلزایمر بیماری دنیای امروز است، اما شواهد نشان می‌دهد حتی پیش از این‌که علم پزشکی این بیماری را تشخیص دهد نیز ردپای این بیماری در میان جوامع وجود داشته که آن زمان تشخیص داده نمی‌شده است. البته باید پذیرفت در زندگی امروزی عوامل زمینه‌سازی وجود دارد که در افزایش میزان شیوع این بیماری نقش بسیار مهمی داشته است. باوجود تلاش‌هایی که در زمینه شناخت هر چه بهتر بیماری آلزایمر انجام شده هنوز راه درمان قطعی برای این بیماری پیدا نشده، هر چند پیشرفت‌های زیادی برای کنترل این بیماری به دست آمده است. برای پیشگیری از این بیماری نیز هیچ راهکار قطعی وجود ندارد. البته بدون تردید از بین بردن یا کاهش عوامل خطرساز می‌تواند از ابتلا به این بیماری پیشگیری کند. گروهی از پژوهشگران دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر با هدف درمان و پیشگیری از بیماری آلزایمر در اقدامی ابتکاری دو نانوذره را به عنوان راهکاری برای درمان و پیشگیری از ابتلا به این بیماری بررسی کرده‌اند. آنها در این طرح تحقیقاتی به نتایج موفقیت‌آمیزی دست یافته‌اند.

عوامل بیماری‌زا در دام نانوذرات

دکتر مجتبی انصاری، دانش آموخته مقطع دکتری در رشته مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری این طرح تحقیقاتی در گفت‌وگو با جام‌جم می‌گوید: در افرادی که به بیماری آلزایمر مبتلا می‌شوند، نوعی پروتئین به نام آمیلوئید بتا در فاصله بین سلول‌های عصبی در مغز تجمع پیدا می‌کند که در نهایت به قطع ارتباط بین سلول‌های عصبی با یکدیگر منجر خواهد شد.

تجمع آمیلوئیدهای بتا موجب شکل‌گیری ساختارهایی به نام فیبریل می‌شود که این فیبریل‌ها موجب سمی شدن و تخریب نورون‌ها و در نتیجه کوچک شدن مغز و در نهایت موجب ابتلا به بیماری آلزایمر خواهد شد. هدف از انجام این مطالعات استفاده از نانوذرات به عنوان راهکاری برای پیشگیری از تجمع این پروتئین‌ها در مغز بوده است. در این بیماری ساختارهایی به نام آمیلوئید بتا در فواصل بین سلول‌های عصبی تجمع می‌کنند که موجب قطع ارتباطات بین سلولی می‌شود. این امر در نهایت موجب مرگ سلولی شده و بتدریج تعداد سلول‌ها در مغز کاهش پیدا کرده و مغز نیز کوچک‌تر می‌شود.

مجری طرح درباره نقش این نانوذرات در پیشگیری از روند توسعه بیماری آلزایمر این طور توضیح می‌دهد: ما دو نانوذره سنتز کرده‌ایم. یکی از این نانوذرات آسیل‌پلی‌کاپرولاکتون است که به عنوان یک حامل دارویی از آن استفاده کرده‌ایم. این حامل دارو تخریب‌پذیر است و قابلیت برهم کنش با این ساختارهای تجمع پیدا کرده در مغز را دارد و از ایجاد این ساختارها در مغز پیشگیری کرده و میزان سمی بودن آنها را کاهش می‌دهد.

نانوذره دیگری که در این طرح تحقیقاتی مورد مطالعه قرار داده‌ایم نانوذره مغناطیسی اکسید آهن اصلاح شده با بتاسیکلودکسترین است. نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن این قابلیت را دارند که به میدان مغناطیسی خارجی پاسخ می‌دهند و با استفاده از میدان خارجی می‌توان این ذرات را هدایت کرد. روی سطح این ذرات را با ماده‌ای به نام بتاسیکلو دکسترین پوشش داده‌ایم.

این ماده به طور اختصاصی با ساختارهای آمیلوئید بتا متصل می‌شود و از برهم کنش مناسبی با این ساختارها برخوردار است. ما از این ذرات به عنوان یکی از اجزای سیستم تصفیه‌کننده خون استفاده کرده‌ایم. این ذرات با خون برهم کنش نشان می‌دهد و پاتوژن‌ها یا عوامل بیماری‌زا را به دام می‌اندازد. در نهایت با اعمال میدان خارجی بعد از به دام انداختن پاتوژن‌ها می‌توان این ذرات را از خون جدا کرد. لذا این ذرات به عنوان عامل تصفیه‌کننده خون مورد استفاده قرار می‌گیرد.

از پیشگیری تا درمان

وی درباره علت انتخاب این دو نانوذره می‌گوید: به منظور استفاده از نانوذرات برای درمان و پیشگیری از بیماری آلزایمر دو نانوذره آسیل پلی کاپرولاکتون و نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده با بتاسیکلودکسترین را انتخاب کردیم. نانو ذرات آسیل پلی کاپرولاکتون، ذراتی آب‌گریز هستند. از سوی دیگر ساختارهایی که در مغز تجمع پیدا می‌کند نیز آب‌گریز هستند.

بنابراین برهم کنش فیزیکی مناسبی بین آنها ایجاد می‌شود. یکی از دیگر مزیت‌های این نانوذرات این است که این ذرات زیست سازگار هستند و هیچ‌گونه سمی در بدن ایجاد نمی‌کنند و براحتی در سیستم بدن از بین می‌رود، بدون این‌که عارضه جانبی همراه داشته باشند. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های نانوذرات مغناطیسی اکسید آهن این است که می‌توان این ذرات را با استفاده از اعمال میدان مغناطیسی هدایت کرد و به هر نقطه‌ای از بدن که مورد نظر باشد، انتقال داد. در حقیقت می‌توان پس از جداسازی عوامل بیماری‌زا این ذرات را با استفاده از یک میدان خارجی تحت کنترل قرار داده و از بدن خارج کرد. پوشش اضافه شده روی این ذرات موجب می‌شود این ذرات به طور اختصاصی به ساختارهای ایجاد شده در مغز متصل شوند. بنابراین یکی از این ذرات به عنوان حامل دارو مورد استفاده قرار می‌گیرد و نانوذره دیگر به عنوان جزئی از سیستم تصفیه‌کننده خون کاربرد دارد.

دکتر انصاری درباره امکان استفاده از این نانوذرات به عنوان یک راهکار درمانی می‌گوید: روند پیشرفت بیماری آلزایمر با توجه به شرایط و پیشینه زندگی در افراد مختلف، متفاوت است. علاوه بر این اقدامات مراقبتی و درمانی نیز می‌تواند در روند پیشرفت این بیماری اثرگذار باشد. گاهی پیشرفت این بیماری ده سال به طول می‌انجامد. در نخستین مرحله از بیماری علائم بیماری بتدرج ظاهر می‌شود و مشکلاتی را برای فرد ایجاد می‌کند. در مرحله بعد همه علائم بروز پیدا می‌کند و بیمار در این شرایط دیگر قادر نیست به تنهایی به زندگی ادامه دهد. در سومین مرحله از روند این بیماری بخش‌های زیادی از مغز درگیر می‌شود و به این ترتیب علاوه بر مشکلات ذهنی فرد با مشکلات جسمی نیز مواجه می‌شود که این محدودیت موجب می‌شود زندگی بیمار بیش از پیش به افراد دیگر وابسته باشد.

این داروهای نانوساختار پروتئین‌های آمیلوئید بتا به طور خود به خود در ساختار بدن تولید می‌شود این پروتئین‌ها از ماده پیش‌ساز آمیلوئید مشتق می‌شود و زمانی که میزان تولید و حذف این مواد از بدن هماهنگ نباشد این پروتئین‌ها در فواصل بین سلولی رسوب می‌کنند. این ساختارها در کل بدن در حال گردش هستند. زمانی که بیماری آغاز می‌شود با استفاده از این داروها می‌توان روند پیشرفت بیماری را به تاخیر انداخت. بیماری آلزایمر در یک دوره زمانی کوتاه رشد چشمگیری دارد. این دارو می‌تواند در کند شدن پیشرفت بیماری نقش اثرگذاری داشته باشد. در حقیقت نمی‌توان از این روش به عنوان راهکار درمانی استفاده کرد؛ مگر این‌که بیماری در مراحل اولیه باشد. در حقیقت مصرف مرتب این دارو در فردی که از زمینه ژنتیک ابتلا به این بیماری برخوردار است نقش یک عامل پیشگیری‌کننده را دارد.

وی در پایان درباره مسیر بعدی این طرح تحقیقاتی می‌گوید: نتایج به دست آمده از این تحقیقات در دو بخش جداگانه قابل استفاده است. یکی از این نانوذرات را می‌توان به عنوان حامل دارویی مورد استفاده قرار داد. نانوذره دیگر به عنوان تصفیه‌کننده خون و جداکننده عوامل بیماری‌زا از خون کاربرد دارد. در حقیقت این نانوذرات به پروتئین‌های آمیلوئیدی متصل شده و مانع تجمع آنها در سلول‌های عصبی مغز می‌شود. این طرح تحقیقاتی در مرحله آزمایشگاهی از این تحقیقات با نتایج قابل قبولی همراه بوده است و پیش‌بینی می‌شود با اجرایی شدن این طرح در کشور بتوان به روش جدیدی برای پیشرفت در استراتژی‌های درمانی برای این بیماری دست یافت.

فرانک فراهانی جم‌

گروه دانش