يتم إدخال الرقائق في الدماغ باستخدام "بندقية الجينات" وتطلق بروتينًا أساسيًا قد يبطئ تطور مرض الزهايمر
طور الباحثون في التخنيون وشركاؤهم في جامعة بار إيلان تقنية جديدة للحد من تطور مرض الزهايمر. وقد نشرت الدراسة مؤخرا في المجلة صغير وظهر بواسطته على أنه الغلاف الخلفي للمجلة. أدار البحث البروفيسور إستي سيغال وطالبة الدكتوراه ميخال روزنبرغ من كلية التكنولوجيا الحيوية والهندسة الغذائية في التخنيون وشركائهما البروفيسور أوريت شافي وطالبة الدكتوراه نيتا زيلوني من كلية الهندسة في التخنيون. جامعة بار إيلان.
يتميز مرض الزهايمر، وهو الشكل الأكثر شيوعًا للخرف، بأعراض مختلفة بما في ذلك فقدان الذاكرة وضعف النطق ومشاكل التوجيه وانخفاض كبير في الوظائف الحركية. يصيب هذا المرض بشكل رئيسي كبار السن، وبعد سن 85 تصل نسبة الإصابة به إلى حوالي 30%. بعد الزيادة في متوسط العمر المتوقع وزيادة عدد السكان البالغين، زاد معدل الإصابة بالمرض بشكل عام ويُعرف حاليًا باسم "الطاعون الرمادي" أو "طاعون القرن الحادي والعشرين".
مرض الزهايمر هو مرض تنكس عصبي - وهو مرض ينشأ من انحطاط خلايا الدماغ. السبب الرئيسي للمرض هو تراكم بروتين يسمى أميلويد بيتا (Aβ) في أنسجة المخ. تقتل كتل البروتين الخلايا العصبية، والخلايا العصبية، في مناطق مختلفة من الدماغ، وتؤدي، من بين أمور أخرى، إلى إتلاف الآليات الكولينية الضرورية لوظيفة الدماغ.
والخبر السار هو أن تناول بروتين معين (عامل نمو الأعصاب) يمنع تلف الآليات الكولينية وتفاقم المرض. المشكلة هي أن إدخال البروتين إلى المنطقة المستهدفة في الدماغ ليس مهمة بسيطة لأن الحاجز الدموي الدماغي يقع بين الدم والدماغ. وهذا الحاجز الذي يحمي الجهاز العصبي المركزي (الدماغ) من تغلغل البكتيريا والمواد الضارة من الدم إلى الدماغ، يحد من مرور الأدوية المخصصة لأمراض الدماغ.
الآن يقدم باحثو التخنيون وجامعة بار إيلان حلاً مبتكرًا للتحدي المذكور: رقائق السيليكون لإدخال البروتين مباشرة إلى الدماغ وإطلاقه في الأنسجة المستهدفة. تتمتع رقائق السيليكون المخصصة، والتي تم تطويرها في مختبر البروفيسور سيغال في التخنيون، ببنية مسامية نانومترية تسمح بتحميلها بكميات كبيرة من البروتين. ومن خلال التحكم الدقيق في خصائص الشريحة – أبعاد المسام، والخواص الكيميائية للسطح، والمزيد – توصل الباحثون إلى التكوين الأمثل الذي يحافظ على البروتين في مرحلة الإدخال ثم يطلقه تدريجيًا في الدماغ، لمدة حوالي شهر.
وبهذه الطريقة، كما ذكرنا سابقًا، لا يلزم البروتين عبور حاجز الدم في الدماغ حيث يتم إدخاله مباشرة إلى الدماغ بإحدى طريقتين - عن طريق زرعه في الدماغ (كشريحة) أو عن طريق إرساله إلى الهدف كجزيئات صغيرة باستخدام "بندقية الجينات" المخصصة. ["بندقية الجينات" - نظام موجود لإدخال البروتينات والحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) إلى الخلايا، عن طريق إطلاق جزيئات معدنية مغلفة بهذه الجزيئات. وتسمى هذه التكنولوجيا أيضًا بالبيولوجية]. عند الوصول إلى الموقع المستهدف في الدماغ، يتم إطلاق البروتين من الشريحة وتتحلل الشريحة إلى مكونات غير سامة.
وفقا لطالب الدكتوراه ميشال روزنبرغ، "في التجربة أظهرنا في الفئران أن كلا الطريقتين لإدخال المنصة في الدماغ تؤدي إلى النتيجة المرجوة. علاوة على ذلك، تم اختبار تقنيتنا أيضًا على نموذج خلية لمرض الزهايمر، وبالفعل، أدى إطلاق البروتين إلى إنقاذ الخلايا."
تم إجراء البحث بدعم من معهد راسل بيري لتقنية النانو في التخنيون.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
- نجح باحثون في تطوير حاجز دموي دماغي بشري خارج الجسم، بطريقة تتيح التنبؤ باختراق الأدوية إلى الدماغ بطريقة مخصصة
- "نظام دماغي على شريحة كشف لنا تفاصيل جديدة عن نشاط الحاجز الدموي الدماغي، ما سيساعد في علاج الزهايمر وآثار الأدوية"
- الاكتشاف: كيف تفتح أوعية دموية معينة في الدماغ "نوافذ" تسمح بالتغلب على حاجز الدم في الدماغ
