قد تؤدي الطريقة غير الجراحية لفتح حاجز الدم في الدماغ بشكل متحكم فيه إلى حقن الأدوية في الدماغ وبالتالي علاج الأمراض بما في ذلك مرض الزهايمر ومرض باركنسون والتصلب الجانبي الضموري وأورام المخ.
يتم فصل الدماغ عن الأوعية الدموية عن طريق الحاجز الدموي الدماغي (Blood-Brain Barrier - BBB). يقوم هذا الحاجز بعزل الدماغ عن بقية الجسم وبالتالي يمنع مسببات الأمراض (العوامل المسببة للأمراض) والمواد المختلفة من الدخول إليه. ولكن مع كل المزايا الكامنة فيه، فإن هذا الحاجز يعد أيضًا أحد العوائق الرئيسية أمام تطوير علاجات فعالة لأمراض الدماغ، لأنه يجعل من الصعب إدخال المواد الطبية إلى الدماغ.
يركز بحث البروفيسور يائيل ماردور، والدكتور شيرلي شارفي، والدكتور إيتسيك كوبر، والدكتور ديفيد ليست، وطالبة الدكتوراه يائيل بريسلر - من مركز التقنيات المتقدمة ومركز يوسف سيغول لعلم الأعصاب في مركز شيبا الطبي - على اختراق فعال وآمن للحاجز لصالح علاجات أمراض الدماغ. إنهم يدرسون الآليات الجزيئية والخلوية لعمل الحاجز ويأملون أن يتمكنوا بهذه الطريقة من تطوير طرق للتغلب عليه ومساعدة الأدوية على اختراقه.
وفي إحدى دراساتهم السابقة، المدعومة بمنحة من مؤسسة العلوم الوطنية، قاموا بفحص علاج أورام المخ باستخدام التثقيب الكهربائي؛ في هذه الطريقة، يقوم مجال كهربائي عالي الكثافة (مئات أو آلاف الفولتات لكل سنتيمتر) بإنشاء ثقوب نانومترية في الحاجز الذي يمكن من خلاله حقن الأدوية (ثم تغلق من تلقاء نفسها). وباستخدام هذا المجال الكهربائي من الممكن أيضًا إتلاف أغشية الخلايا السرطانية في الدماغ، وبالتالي تدمير الأورام الخبيثة. ومع ذلك، لتحفيز مجال كهربائي مرتفع في الدماغ، يجب فتح الجمجمة وإدخال أقطاب كهربائية فيها. أي أنها طريقة غازية قد تسبب مضاعفات (مثل تلف أنسجة المخ والنزيف والالتهابات).
لذلك، في دراسة أخرى، بدعم من مؤسسة العلوم الوطنية أيضًا، قرر ماردور وشارفي وكوبر إيجاد طريقة لفتح الحاجز - دون فتح الجمجمة. بالفعل في نهاية بحثهم السابق قاموا بفحص الفرق بين المجال الكهربائي العالي والمنخفض. لقد أدركوا أن المجال المنخفض يمكن أن يخلق أيضًا تأثيرات فسيولوجية كبيرة وأنه قد يكون من الممكن علاج الأمراض التنكسية للدماغ، مثل مرض باركنسون ومرض الزهايمر وضمور العضلات (ALS). وبحسب البروفيسور ماردور، "لا توجد حاليًا علاجات فعالة لهذه الأمراض، ويرجع ذلك أساسًا إلى الحاجز. وإذا تمكنا من إيجاد طريقة يتم من خلالها وضع خوذة على رأس المريض تعمل على تنشيط مجال كهربائي ـ بحيث ينفتح الحاجز وتخترقه الأدوية (بما في ذلك تلك التي تؤخذ عن طريق الفم) ـ فسوف نحدث تغييراً كبيراً في علم الأعصاب. إن الفهم بأن الحاجز يمكن فتحه باستخدام مجال كهربائي منخفض - أقل بكثير من مئات أو آلاف الفولتات - قد يكون بمثابة اختراق".
لذلك، أراد الباحثون إنشاء فتحة لطيفة وقابلة للعكس للحاجز، بحيث يمكن من خلالها حقن المخدرات في الدماغ دون تركه مفتوحًا لفترة طويلة والإضرار بوظيفته. ولتحقيق هذه الغاية، قاموا ببناء نموذج للحاجز من الخلايا الجذعية البشرية وطبقوا عليه مجالًا كهربائيًا بقوة 50-5 فولتًا في السنتيمتر، باستخدام قطبين كهربائيين مثبتين على جانبيه. واكتشفوا أنه مع مثل هذا العلاج، الذي يستمر لمدة عشر ثوان فقط، من الممكن تحقيق فتح كبير للحاجز. وهي عشر نبضات تعطى مرة واحدة في الثانية؛ كل نبضة تزيد من قوة فتحة الحاجز وتستمر لمدة 50 ميكروثانية). واختبر الباحثون مرور الجزيئات ذات الأحجام المختلفة عبر الحاجز ووجدوا أنها قادرة على التدفق من خلاله. كما تم اختبار نقل الهياكل الجزيئية ذات الأوزان الجزيئية الكبيرة (بما في ذلك الأجسام المضادة)، والتي لا توجد طريقة حاليًا لنقلها إلى الدماغ. ومع زيادة عدد النبضات، تمكنت المزيد والمزيد من الجزيئات من المرور عبر الحاجز. أي أنه من الممكن التحكم في قوة فتح الحاجز حتى عندما يكون المجال الكهربائي منخفضًا، ومن الممكن تنشيطه بشكل متكرر.
في الخطوة التالية، قام الباحثون بحقن الفئران بمادة الجادولينيوم (عامل تباين يستخدم في اختبارات التصوير) وربطوا أقطابًا كهربائية برؤوسهم تبعث نبضات من مجال كهربائي منخفض (مشابه لذلك المطبق على النموذج)، لمدة دقيقة أو أكثر. اثنين. بعد ذلك، قاموا بتصوير الدماغ ورأوا أن مادة التباين قد تدفقت إلى الدماغ. وفي وقت لاحق، قاموا بحقن صبغة (جزيئات كبيرة) فيها، وأظهروا أنه حتى الجزيئات الكبيرة كانت قادرة على اختراق الحاجز خلال فترة معالجة قصيرة جدًا. واليوم، يواصل الباحثون دراسة الطريقة وإمكانية تطوير أقطاب كهربائية مناسبة للعلاج غير الجراحي لدى البشر.
الحياة نفسها:
البروفيسور يائيل ماردور، 57 عامًا، عالمة فيزياء نووية، مطلقة وأم لطفلين، 28 و24 عامًا. قررت التركيز على أبحاث أورام المخ والتصوير بعد حالات السرطان المتعددة في عائلتها. تستمتع في أوقات فراغها بالرقص والمشي في البحر.
الدكتور اسحق كوبر، 44 عامًا، هو رئيس مجموعة الحاجز الدموي الدماغي في مركز سيغول لعلم الأعصاب في مركز شيبا الطبي. وهو متزوج من عالمة وأب لثلاثة أطفال أعمارهم 12 و10 و6 سنوات. كان في الماضي مهندسًا للطعام وقام، من بين أمور أخرى، بتطوير النكهات لشركة Yopla. اليوم، عندما لا يشارك في العلوم، يلعب التنس من أجل المتعة.
دكتور شيرلي شارفي42 سنة، متزوجة من شريكها في الجيش ولديهما ثلاثة أطفال أعمارهم 14 و11 و5 سنوات. بدأت حياتها المهنية كمهندسة كهربائية وعملت في مجال التكنولوجيا الفائقة. ثم درست العلاج الطبيعي وعملت في إعادة التأهيل العصبي. وصلت أخيرًا إلى مختبر البروفيسور ماردور وسلكت طريقًا مباشرًا للحصول على درجة الدكتوراه في العلوم الطبية. وهي اليوم باحثة كبيرة وتدرك أن هذه هي دعوتها. في أوقات فراغها تحب التقاط الصور.
دكتور ديفيد ليست، 46 سنة، متزوج وأب لثلاثة أطفال أعمارهم 13 و11 و5 سنوات، هاجر من فرنسا عام 2006. حصل على الدكتوراه وما بعد الدكتوراه في تصوير الدماغ في جامعة باريس سيلا وجامعة هارفارد، ويعمل حاليًا باحثًا كبيرًا في مركز التقنيات المتقدمة في مركز شيبا الطبي وخبيرًا في معالجة الصور. في أوقات فراغه يحب ركوب الدراجة.
يائيل بريسلر، 39 سنة، حاصلة على درجة الماجستير في العلاج الطبيعي من جامعة بن غوريون، متزوجة وأم لطفلين عمرهما 3 سنوات ونصف. بدأت حياتها المهنية كأخصائية علاج طبيعي لإعادة التأهيل، وعملت خلال السنوات الأربع الماضية على درجة الدكتوراه في العلوم الطبية في جامعة تل أبيب. تستمتع في أوقات فراغها بالقراءة والسفر والإبحار مع عائلتها.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
