هل ستتمكن الفيروسات من اختراق جدار الخلية الواقي الذي يحيط بالدماغ وتمهيد الطريق لعلاج الدماغ بالعقاقير على نطاق واسع؟
يشكل الدماغ تحديًا فريدًا لأولئك المشاركين في العلاج الدوائي: فهو محمي بطبقة لا يمكن اختراقها من الأنسجة الخلوية الكثيفة تسمى حاجز الدم في الدماغ. وعلى الرغم من أن هذا الحاجز يحمي مركز التحكم لدينا من دخول المواد الكيميائية والبكتيريا الضارة، فإنه يمنع أيضًا حوالي 95% من الأدوية التي يتم تناولها عن طريق الفم أو حقنها مباشرة في الوريد. ولهذا السبب، غالبًا ما يضطر الأطباء الذين يعالجون المرضى الذين يعانون من أمراض تنكسية في الدماغ والجهاز العصبي، مثل مرض باركنسون، إلى حقن الأدوية مباشرة في الدماغ في إجراء جراحي يتطلب الحفر في الجمجمة.
وفي بعض الحالات، نجح العلماء في حقن الأدوية عبر الحاجز الدموي الدماغي بمساعدة الموجات فوق الصوتية أو الجسيمات النانوية، لكن نجاح مثل هذه العلاجات محدود، لأنها تعمل فقط على مناطق مستهدفة صغيرة في الدماغ. في الآونة الأخيرة تم تحقيق اختراق في هذا المجال: فيفيانا جرادينيروأثبتت العالمة المتخصصة في أبحاث الدماغ، وزملاؤها في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، أن فيروسًا غير ضار يمكنه المرور عبر الحاجز وتقديم علاج دوائي يؤثر على الدماغ بأكمله.
قرر فريق جرادينيرو البحثي التركيز على الفيروسات نظرًا لأن هذه العوامل المعدية صغيرة جدًا وبارعة في اختراق الخلايا وإدخال مادتها الوراثية في الحمض النووي للخلية المضيفة. تم تجهيز الفيروسات أيضًا بطبقة بروتينية يمكنها حمل وتوصيل الأدوية أو الجينات إلى الدماغ للعلاج الجيني. من أجل العثور على فيروس مناسب لإدخاله إلى الدماغ، قام الباحثون بهندسة سلالة معينة من الفيروسات الغدية (الفيروسات الغدية) وقاموا بإنشاء ملايين الإصدارات التي تختلف عن بعضها البعض من خلال تغييرات طفيفة في بنية القشرة البروتينية. ثم قم بحقن النسخ المُهندسة في فئران المختبر. وبعد أسبوع، عزل الباحثون الفيروسات التي تمكنت من اختراق الحاجز داخل دماغ الفأر وحددوا النسخة الفيروسية التي كانت على مستوى المهمة، والتي أطلقوا عليها اسم AAV-PHP.B.
وفي الخطوة التالية، فحص فريق الباحثين ما إذا كان فيروس AAV-PHP.B يمكن استخدامه كحامل محتمل للجينات في العلاج الجيني، وهي طريقة لعلاج الأمراض التي يتم فيها إدخال جينات جديدة في الخلايا أو الجينات الموجودة بالفعل في الخلايا. يتم استبدال الخلية أو تحييدها. وقام الباحثون بحقن الفيروس في مجرى الدم لدى الفئران. في هذه الحالة، كان الفيروس يحمل جينات تشفر البروتين الفلوري الذي يتوهج بالضوء الأخضر. وهكذا، إذا تمكن الفيروس من اختراق أدمغة الفئران وحقن الحمض النووي الجديد الذي يحمله في الخلايا العصبية، فمن الممكن تقدير نسبة النجاح في التجربة بناءً على قياس الضوء الأخضر في الجراحة. وبالفعل، ففي الملاحظات التي أجراها الباحثون، تبين أن الفيروس اخترق معظم خلايا دماغ الفئران، واستمرت هذه الخلايا في التوهج حتى بعد عام كامل. وقد تم نشر نتائج البحوث مؤخرا في مجلة التكنولوجيا الحيوية الطبيعية.
سيكون من الممكن في المستقبل تطبيق هذا النهج لعلاج العديد من أمراض الدماغ والجهاز العصبي. "إن القدرة على نقل الجينات إلى الدماغ بطريقة غير جراحية ستكون مفيدة جدًا كأداة بحثية. يقول أنتوني زيدور، خبير علم الأعصاب الذي يدرس الروابط العصبية المتفرعة في الدماغ في مختبر كولد سبرينج هاربور: "إنها تمتلك أيضًا إمكانات هائلة في المجال السريري". ويرى جرادينيرو أنه من المتوقع أن تثبت هذه الطريقة فعاليتها ليس فقط في دراسة الدماغ وعلاجه، ولكن أيضًا فيما يتعلق بالمناطق المستهدفة الأخرى، مثل الجهاز العصبي المحيطي. إن العدد الهائل من الأعصاب الطرفية يجعل من الصعب للغاية علاج الألم المصاحب لأمراض الجهاز العصبي المحيطي. ويمكن العثور على بلسم لآلام المرضى في فيروس يمكنه اختراق كل خلية من هذه الخلايا العصبية.
