پژوهشگران در یک دستاورد تازه موفق شدهاند با استفاده از قطره چشمی و ترکیبات دارویی جدید، بخشی از بینایی را در موشهای نابینا بازیابی کنند، روشی که بدون نیاز به ژندرمانی یا کاشت ایمپلنت، مدارهای عصبی سالم باقیمانده در شبکیه را دوباره فعال میکند.
به گزارش گروه ترجمه خبرگزاری برنا به نقل از ساینس دیلی، اگرچه این فناوری هنوز وارد مرحله آزمایش انسانی نشده است اما میتواند در آینده راهکاری سادهتر، کمتهاجمیتر و ارزانتر برای درمان میلیونها بیمار مبتلا به بیماریهای تحلیلبرنده شبکیه باشد.
این پژوهش که توسط کنسرسیومی به سرپرستی مؤسسه مهندسی زیستی کاتالونیا (IBEC) انجام شده، در نشریه Journal of the American Chemical Society (JACS) منتشر شده است.
بسیاری از بیماریهای نابیناکننده شبکیه از جمله دژنراسیون ماکولا وابسته به سن (Age-related Macular Degeneration یا AMD) و رتینیت پیگمنتوزا (Retinitis Pigmentosa یا RP) بهدلیل از بین رفتن تدریجی سلولهای گیرنده نور یا فوتورسپتورها ایجاد میشوند.
این سلولها نخستین بخش از شبکیه هستند که نور را دریافت کرده و آن را به سیگنال عصبی تبدیل میکنند. با مرگ این سلولها، چشم دیگر قادر به آغاز فرآیند بینایی نیست هرچند بخش بزرگی از شبکه عصبی شبکیه که اطلاعات را به مغز منتقل میکند همچنان سالم باقی میماند.
برآوردها نشان میدهد بیماریهای ناشی از تخریب فوتورسپتورها حدود ۲۰۰ میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار داده و از مهمترین عوامل نابینایی و کاهش شدید بینایی هستند. این بیماریها علاوه بر کاهش استقلال و کیفیت زندگی بیماران سالانه بیش از ۴۰۰ میلیارد دلار هزینه مستقیم و غیرمستقیم به نظامهای سلامت و اقتصاد جهانی تحمیل میکنند.
دانشمندان طی سالهای اخیر روشهای مختلفی برای فعالسازی دوباره مدارهای عصبی باقیمانده شبکیه بررسی کردهاند. ژندرمانی تنها برای گروه محدودی از بیماران که دچار جهشهای ژنتیکی مشخص هستند کاربرد دارد. ایمپلنتهای الکترونیکی شبکیه نیز بسیار پرهزینه و تهاجمی بوده و بیماران برای استفاده از آنها به دورههای آموزشی طولانی نیاز دارند. در مقابل روشهای مبتنی بر اپتوژنتیک و داروهای حساس به نور نیز وارد مراحل اولیه آزمایشهای بالینی شدهاند اما تاکنون دستیابی به بینایی با کیفیت بالا در شرایط نور معمولی همچنان چالشبرانگیز بوده است.
محققان در این مطالعه خانوادهای از مولکولهای کوچک موسوم به prosthe۶ را توسعه دادهاند که بهصورت داروهای فتوسوییچ یا حساس به نور عمل میکنند.
این ترکیبات به گونهای طراحی شدهاند که بخشی از عملکرد طبیعی فوتورسپتورها را تقلید کنند و بتوانند سلولهای عصبی باقیمانده در شبکیه را دوباره فعال سازند.
پژوهشگران این داروها را هم از طریق تزریق داخل چشم و هم به شکل قطره چشمی به حیوانات آزمایشگاهی رساندند. این روش برخلاف ایمپلنتهای الکترونیکی یا ژندرمانی نیازی به جراحی یا تغییر ژنتیکی سلولها ندارد. نتایج اولیه همچنین نشان داد این ترکیبات از نظر ایمنی عملکرد امیدوارکنندهای دارند و میتوانند گزینه مناسبی برای ادامه مطالعات باشند.
آزمایشها ابتدا روی لاروهای گورخرماهی انجام شد و نشان داد این داروها توانستهاند حرکات طبیعی چشم در پاسخ به نور را بازیابی کنند.
سپس پژوهشگران دارو را روی مدلهای حیوانی مبتلا به AMD و RP آزمایش کردند. در شرایط عادی موشهای سالم بهطور غریزی محیط تاریک را به محیط روشن ترجیح میدهند اما موشهای نابینا به دلیل ناتوانی در تشخیص نور بدون تفاوت میان محیطهای روشن و تاریک حرکت میکنند.
پس از دریافت ترکیب prosthe۶ موشهای نابینا بار دیگر تمایل طبیعی خود به حضور در محیط تاریک را نشان دادند، رفتاری که بیانگر بازیابی توانایی تشخیص نور و استفاده از آن برای هدایت حرکت بود.
نکته مهم این بود که این پاسخ بدون هیچ آموزش قبلی و تنها در شرایط نوری معمولی، مشابه روشنایی داخل ساختمان یا هوای ابری مشاهده شد و نیازی به منابع نور بسیار قوی وجود نداشت. در میان ترکیبات آزمایششده دو مولکول prosthe۶-۱۲ و prosthe۶-۱۵ بهترین عملکرد را نشان دادند و هم پس از تزریق و هم پس از استفاده بهصورت قطره چشمی موجب بازگشت پاسخهای بینایی شدند.
برخلاف فوتورسپتورها، داروی prosthe۶ مستقیما روی سلولهای موسوم به ON bipolar cells اثر میگذارد، سلولهایی که در شبکیه، پیامهای نوری را از فوتورسپتورها دریافت و به سایر بخشهای دستگاه بینایی منتقل میکنند.
در بیماریهای تحلیلبرنده شبکیه اگرچه فوتورسپتورها از بین میروند اما این سلولها و بخش بزرگی از شبکه عصبی زیرین همچنان سالم باقی میمانند.
مولکولهای prosthe۶ با هدف قرار دادن پروتئینی به نام mGlu۶ در این سلولها هنگام تابش نور تغییر شکل داده و سیگنالهایی مشابه پیامهایی که فوتورسپتورها در حالت طبیعی تولید میکنند، ایجاد میکنند.
به همین دلیل پژوهشگران از این ترکیبات با عنوان پروتز مولکولی یاد میکنند زیرا بدون جایگزینی سلولهای از دسترفته نقش آنها را در انتقال اطلاعات نوری تقلید میکنند.
یکی از مزیتهای مهم این فناوری طراحی آن برای واکنش به نور مرئی معمولی است. برخلاف برخی روشهای اپتوژنتیک که به تجهیزات ویژه برای تقویت یا تغییر نور نیاز دارند مولکولهای prosthe۶ محلول در آب هستند و میتوانند در نور روز یا روشنایی رایج محیطهای داخلی نیز فعال شوند.
با وجود نتایج امیدوارکننده، این فناوری هنوز وارد مرحله آزمایشهای انسانی نشده است. پژوهشگران اعلام کردهاند این فناوری تحت حفاظت پتنت قرار دارد و هماکنون مطالعات بیشتری برای ارزیابی ایمنی، افزایش ماندگاری اثر دارو و توسعه فرمولاسیونهای مناسبتر در حال انجام است.
همچنین شرکت نوپایی به نام Eyelumina برای جذب سرمایه و انتقال این فناوری از مرحله آزمایشگاهی به کارآزماییهای بالینی در حال شکلگیری است.
پاو گوروستیزا، استاد پژوهشی ICREA و سرپرست این پروژه گفت: این مولکولها نابینایی را درمان نمیکنند، زیرا علت اصلی تخریب فوتورسپتورها را از بین نمیبرند، اما با روشی بسیار ساده و بالقوه مناسب برای بیماران در بازگرداندن بینایی عملکرد چشمگیری دارند.
وی افزود: تبدیل این فناوری به یک درمان بالینی فرایندی طولانی و دشوار است اما نتایج نشان میدهد امکان واقعی برای بازگرداندن بینایی با استفاده از دارو بهصورت غیرتهاجمی، برگشتپذیر و مستقل از نوع بیماری یا جهش ژنتیکی وجود دارد؛ موضوعی که میتواند در آینده برای بخش بزرگی از بیماران قابل استفاده باشد.
محققان تاکید میکنند هنوز مشخص نیست نتایج بهدستآمده در حیوانات تا چه اندازه در انسان نیز تکرار خواهد شد اما در صورت موفقیت کارآزماییهای بالینی این روش میتواند به گزینهای در دسترستر و مقرونبهصرفهتر نسبت به فناوریهای فعلی بازگرداندن بینایی برای مبتلایان به بیماریهای پیشرفته شبکیه تبدیل شود.
انتهای پیام/