دانشمندان نشان دادهاند که میتوان با تزریق منابع تازه انرژی، سلولهای در حال مرگ را احیا کرد. میتوکندریهای سالم که بهصورت هدفمند به سلولهای در حال آسیب هدایت میشوند، در آزمایشهای انسانی، موشی به بقای نورونهای آسیبدیده کمک کردهاند.
این دستاورد فراتر از یک روش نجات عمومی است و مسیر طراحی درمانهایی را باز میکند که بتوانند دقیقاً به سلولهای دچار اختلال هدایت شوند.
هدایت میتوکندری به نواحی مورد نیاز
در سلولهای عصبی انسان، بافت چشم، چشمهای موش، واحدهای انرژی اهداشده بهجای پخش تصادفی، درون سلولهای هدف تجمع پیدا کردند.
در مؤسسه چشمپزشکی مولکولی و بالینی بازل، بوتوند روسکا و همکارانش نشان دادند که اتصالدهندههای مهندسیشده میتوانند جذب انتخابی را هدایت کنند.
این اثر در سلولهای عصبی انسانی قویتر بود، بهطوریکه حدود ۹۰ درصد سلولهای هدف این واحدهای انرژی را پذیرفتند، در حالی که بدون سیستم هدفگیری این رقم حدود ۱۰ درصد بود.
این دقت تنها یک ترفند انتقال نیست، بلکه پرسشی مهم ایجاد میکند: میتوکندریها پس از ورود چه نقشی ایفا میکنند؟
حفظ عملکرد پس از ورود
پس از ورود به سلولهای هدف، واحدهای انرژی اهداشده سالم باقی ماندند، به فعالیت ادامه دادند، تجزیه نشدند.
برخی از آنها آزادانه در سلول حرکت کردند، در محفظههای موقت گیر نیفتادند. تصاویر نشان دادند که این واحدها در سراسر سلول حرکت میکنند، با منابع انرژی داخلی سلول ترکیب میشوند.
این موضوع اهمیت دارد، زیرا سلولها تنها زمانی سود میبرند که اجزای اهداشده واقعاً در تولید انرژی مشارکت کنند.
سه راهبرد برای تحویل هدفمند
برای رساندن واحدهای انرژی به انواع مختلف سلولها، سه روش ساده استفاده شد:
- برچسبگذاری سلول دریافتکننده
- برچسبگذاری واحدهای اهداشده
- ایجاد اتصال مستقیم بین این دو
در روش اتصال مستقیم، برخی سلولهای ایمنی انسانی در تقریباً تمام موارد، بهویژه در دوزهای بالاتر، هدف قرار گرفتند.
وجود چندین گزینه باعث شد این روش برای اندامها، شرایط مختلف قابل تطبیق باشد.
تعادل میان قدرت، دقت
انتقال زمانی بهبود یافت که سیگنالهای هدایتکننده به اندازه کافی قوی بودند تا به سلولهای درست متصل شوند، به سلولهای اشتباه نچسبند.
تقویت یکی از این سیگنالها نتیجهای ضعیف را به انتقالی واضح، پایدار در مقادیر کمتر تبدیل کرد.
سیگنال دیگری نیز بهبود مشابهی نشان داد، بهویژه در دوزهای پایینتر.
با این حال برخی سلولها همچنان سختتر هدف قرار گرفتند، که محدودیتهای این فناوری را نشان میدهد.
آزمایش در محیطهای واقعی بافتی
نتایج زمانی که آزمایشها از محیطهای ساده آزمایشگاهی به سیستمهای بافتی پیچیدهتر منتقل شدند نیز حفظ شد.
در بافت چشم انسان، تعداد بیشتری از سلولهای هدف نسبت به شرایط کنترل، واحدهای انرژی را دریافت کردند.
مدلهای آزمایشگاهی بافت چشم، رگهای خونی نیز الگوهای مشابهی نشان دادند، بهطوری که انتقال به سلولهای مورد نظر ترجیح داده شد.
این آزمایشها اهمیت زیادی دارند، زیرا بافتهای واقعی متراکمتر، پیچیدهتر هستند، اغلب مشکلاتی را آشکار میکنند که در شرایط ساده دیده نمیشود.
بازسازی انرژی در شرایط آسیب
در مرحله بعد، تیم پژوهشی سلولهای عصبی رشد یافته از یک بیمار مبتلا به بیماری ژنتیکی نادر که باعث از دست دادن بینایی میشود را بررسی کرد.
پس از درمان، این سلولهای آسیبدیده انرژی قابل استفاده بیشتری تولید کردند، که نشاندهنده عملکرد صحیح واحدهای اهداشده است.
زمانی که سلولها تحت استرس بیشتری قرار گرفتند، میزان بقا در گروه درمانشده حدود ۲۴ درصد افزایش یافت.
روسکا گفت: هدف ما این است که این فناوری را به درمانی تبدیل کنیم که سلامت، عملکرد سلولی بیماران مبتلا به این بیماریهای مخرب را بازگرداند.
حفظ نورونهای مرتبط با بینایی
در آزمایش روی موشها، پژوهشگران بررسی کردند که آیا این روش میتواند از نورونهای مرتبط با بینایی پس از آسیب محافظت کند یا خیر.
یک روز پس از آسیب به عصب بینایی، واحدهای انرژی اهداشده وارد بیشتر سلولهای هدف شدند، در حالی که بدون هدفگیری تنها بخش کوچکی از سلولها این واحدها را دریافت کردند.
ده روز بعد، تعداد بسیار بیشتری از این سلولها در چشمهای درمانشده زنده باقی ماندند.
شبکیههای درمانشده نورونهای حساس به نور بیشتری حفظ کردند، همچنین آسیب کمتری به رشتههای عصبی مشاهده شد.
اهمیت کنترل میتوکندری
مطالعات پیشین نشان داده بودند که میتوکندریهای سالم میتوانند به سلولهای تحت فشار کمک کنند، اما نبود هدفگیری دقیق، این حوزه را محدود کرده بود.
سلولهای چشم، مغز، قلب به دلیل نیاز بالای انرژی، سریعتر از سایر سلولها در صورت اختلال میتوکندری آسیب میبینند.
افزودن یک پوشش ساده در یک آزمایش روی سلولهای ایمنی، چسبندگی ناخواسته را کاهش داد، دقت را افزایش داد، بدون اینکه انتقال به سلولهای هدف کاهش یابد.
کنترل بهتر میتواند به دوزهای کمتر، کاهش اتلاف، کاهش اثرات ناخواسته منجر شود.
چالشهای مسیر درمانی
با وجود نتایج امیدوارکننده، تبدیل این روش به درمان واقعی با چالشهایی همراه است.
برخی نسخهها نیاز به اصلاح واحدهای اهداشده یا سلولهای هدف داشتند، که تولید، استفاده مکرر را دشوار میکند.
آزمایشهای انسانی چشم تنها بر اساس یک اهداکننده انجام شد، ایمنی نیز فقط در حیوانات تأیید شده است.
مطالعات آینده باید اثرات بلندمدت، توانایی نفوذ به بافتهای عمیقتر، عملکرد پایدار درمان را بررسی کنند.
از کشف علمی تا داروی بالقوه
این سیستم نشان داد که واحدهای انرژی اهداشده میتوانند بهطور هدفمند وارد سلولهای در حال ضعف شوند، در محل مورد نیاز فعال شوند.
اگر مطالعات آینده ایمنی، اثرات پایدار را تأیید کنند، درمان مبتنی بر میتوکندری میتواند به گزینهای هدفمند برای درمان بیماریهای خاص تبدیل شود.
این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.
جمعبندی
انتقال هدفمند میتوکندری میتواند انرژی سلولهای آسیبدیده را بازگرداند، بقای آنها را افزایش دهد، مسیر درمانهای دقیق را هموار کند.
نظر شما درباره این روش درمانی چیست؟ دیدگاهتان را با ما به اشتراک بگذارید.
