ترمیم زخمهای مزمن با نانوذرهای دوکاره در ۷۲ ساعت
پژوهشگران دانشگاه سائوپائولو (USP) در ریبیراو پرتو برزیل نانوذرهای هیبریدی توسعه دادهاند که با هدف اثرگذاری همزمان بر چند عامل موثر در مزمنشدن زخمها میتواند روند ترمیم زخمهای مزمن از جمله زخمهای مرتبط با دیابت و زخمهای فشاری در افراد بستری و کمتحرک را تسریع کند.
به گزارش گروه ترجمه خبرگزاری برنا به نقل از phys.org، زخمهای مزمن ممکن است ماهها یا حتی سالها باقی بمانند و حدود یک تا دو درصد جمعیت را تحت تاثیر قرار میدهند. این زخمها به دلیل افزایش خطر عفونت و قطع عضو و همچنین تاثیر قابل توجه بر کیفیت زندگی بیماران یکی از چالشهای مهم حوزه سلامت به شمار میروند.
پژوهشگران در آزمایشهای آزمایشگاهی دریافتند که این فناوری میتواند التهاب را کاهش دهد و از بافت در برابر آسیب ناشی از استرس اکسیداتیو محافظت کند. استرس اکسیداتیو وضعیتی است که در آن افزایش بیش از حد مولکولهای واکنشپذیر از جمله رادیکالهای آزاد اکسیژن به سلولها آسیب میزند و روند بازسازی آنها را مختل میکند. این فرمولاسیون همچنین توانست مهاجرت فیبروبلاستهای پوستی را افزایش دهد، سلولهایی که نقش مهمی در ترمیم زخم و تولید کلاژن دارند.
نتایج این پژوهش در مجله علمی Colloids and Surfaces B: Biointerfaces منتشر شده است.
چرا زخمهای مزمن به سختی ترمیم میشوند؟
درمانهای موجود برای زخمهای مزمن عمدتا بر استفاده از پانسمان، آنتیبیوتیکها و داروهای ضدالتهاب متکی است. این روشها میتوانند به کنترل عفونت و التهاب کمک کنند اما همیشه قادر نیستند مجموعه فرآیندهایی را که باعث بازماندن زخم میشوند متوقف کنند.
ماریا ویتوریا لوپس بادرا بنتلی، داروساز و استاد دانشکده علوم دارویی ریبیراو پرتو دانشگاه سائوپائولو توضیح میدهد که در زخمهای مزمن چندین سازوکار طبیعی دخیل در ترمیم زخم بهدرستی عمل نمیکنند. التهاب برای مدت طولانی ادامه پیدا میکند میزان برخی آنزیمهای تخریبکننده بافت افزایش مییابد، استرس اکسیداتیو شکل میگیرد و توانایی بدن برای ایجاد پوست جدید کاهش پیدا میکند.
به گفته او همین مسئله موجب شد پژوهشگران به دنبال راهبردی باشند که بتواند چندین فرآیند آسیبزا را بهطور همزمان هدف قرار دهد.
ترکیب دو راهبرد درمانی در یک نانوذره
برای دستیابی به این هدف پژوهشگران یک نانوذره هیبریدی طراحی کردند که قابلیت حمل دو مولکول مکمل را دارد.
یکی از اهداف اصلی این پژوهش آنزیمی به نام MMP-۹ بود. این آنزیم در مقادیر طبیعی در بازسازی و تغییر ساختار بافت نقش دارد، اما در زخمهای مزمن بیش از حد تولید میشود. افزایش MMP-۹ باعث تخریب پروتئینهای ضروری برای بازسازی پوست از جمله کلاژن، الاستین و فاکتورهای رشد میشود.
پژوهشگران برای کاهش این فرآیند از یک مولکول کوچک RNA به نام siRNA استفاده کردند. این مولکول میتواند بهطور اختصاصی ژن مسئول تولید MMP-۹ را خاموش کند و در نتیجه میزان تولید این آنزیم را کاهش دهد.
ماده دوم مورد استفاده، رسوراترول بود، ترکیبی که بهطور گسترده در محصولات آرایشی و بهداشتی مورد استفاده قرار میگیرد و به دلیل خواص آنتیاکسیدانی و ضدالتهابی خود شناخته شده است. رسوراترول همچنین میتواند مهاجرت و تکثیر فیبروبلاستها را افزایش دهد. این سلولها با تولید کلاژن و سایر اجزای ماتریکس خارج سلولی نقش اساسی در بازسازی بافت دارند.
میلنا فیناتزی مورائس، نویسنده اول این مطالعه میگوید رسوراترول پیش از این نیز برای کاربردهای مرتبط با ترمیم زخم مورد بررسی قرار گرفته بود، اما نوآوری این پژوهش در ترکیب آن با خاموشسازی MMP-۹ در یک سامانه واحد است تا چند سازوکار موثر در مزمنشدن زخم بهطور همزمان هدف قرار گیرند.
نانوذرهای که مواد درمانی را به محل زخم میرساند
برای اینکه هر دو ترکیب بتوانند به شکل موثر به محل آسیب برسند پژوهشگران نانوذرهای لیپیدی را درون یک هیدروژل قرار دادند.
به گفته پژوهشگران این نانوذره از مولکولهای درمانی محافظت میکند، نفوذ آنها را به لایههای پوست افزایش میدهد و باعث آزادسازی تدریجی مواد فعال میشود. این ویژگی میتواند مدت زمان اثرگذاری ترکیبات را در محل زخم افزایش دهد.
اهمیت این مسئله از آنجا ناشی میشود که رسوراترول حلالیت کمی در آب دارد و بهراحتی تخریب میشود. از سوی دیگر، siRNA نیز مولکولی ناپایدار است که میتواند بهسرعت توسط آنزیمهای موجود در بدن تجزیه شود.
بنتلی توضیح میدهد که قرار دادن این سامانه در هیدروژل باعث افزایش ویسکوزیته و ماندگاری آن روی سطح زخم شد. در آزمایشهایی که روی کشت سلولی و پوست خوک انجام شد این فرمولاسیون توانست ماندگاری ترکیبات را در بافت افزایش دهد و انتقال آنها به محل ضایعه را بهبود بخشد.
پوست خوک در پژوهشهای پوستی بهطور گسترده بهعنوان یک مدل آزمایشگاهی مورد استفاده قرار میگیرد، زیرا برخی ویژگیهای آن شباهت زیادی به پوست انسان دارد.
نزدیک شدن زخم شبیهسازیشده به ترمیم کامل در ۷۲ ساعت
نتایج آزمایشها نشان داد این راهبرد توانست تولید MMP-۹ را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. همچنین سطح گونههای فعال اکسیژن و سیتوکینهای التهابی کاهش یافت و توانایی مهاجرت فیبروبلاستها که در زخمهای مزمن مختل میشود دوباره افزایش پیدا کرد.
در مدل آزمایشگاهی ترمیم زخم نیز فرمولاسیون کامل توانست پس از ۷۲ ساعت تقریبا باعث بستهشدن کامل ضایعه شبیهسازیشده شود.
به اعتقاد بنتلی یکی از مهمترین نقاط قوت این پژوهش ترکیب چند سازوکار درمانی در یک پلتفرم واحد است. او تاکید میکند که بیماریهای مزمن معمولا تنها یک علت ندارند و چندین سازوکار بهصورت همزمان دچار اختلال میشوند بنابراین توسعه یک محصول چندمنظوره میتواند منطقیتر از تلاش برای هدف قرار دادن تنها یک سازوکار باشد.
این فناوری هنوز آماده استفاده بالینی نیست
با وجود نتایج امیدوارکننده پژوهشگران تاکید دارند که این فناوری هنوز در مرحله تحقیقاتی قرار دارد و نمیتوان از آن بهعنوان یک درمان آماده برای بیماران استفاده کرد.
مرحله بعدی پژوهش شامل بررسی اثربخشی و ایمنی این فرمولاسیون در مدلهای سهبعدی پوست است. پس از آن پژوهشگران قصد دارند آزمایشهای حیوانی را انجام دهند و در صورت موفقیت این مراحل مسیر برای ورود به مطالعات بالینی انسانی فراهم خواهد شد.
استفاده از پلاسمای غنی از پلاکت برای تقویت ترمیم
گروه پژوهشی دانشگاه سائوپائولو همزمان پروژه دیگری را نیز در زمینه درمان زخمهای مزمن دنبال میکند. لورنا آموریم تیریتان، پژوهشگر دوره کارشناسی ارشد در دانشکده علوم دارویی ریبیراو پرتو در حال بررسی ترکیب همین نانوذرات با ژلی ساختهشده از پلاسمای غنی از پلاکت (PRP) است.
این پلاسما از کنسانترههای پلاکتی به دست میآید که در غیر این صورت ممکن است توسط مراکز خون دور ریخته شوند. پژوهشگران قصد دارند از فاکتورهای رشد طبیعی موجود در این ماده برای تقویت بازسازی بافت استفاده کنند.
تیریتان میگوید این طرح علاوه بر ظرفیت درمانی میتواند به استفاده مجدد از مادهای که معمولا دور ریخته میشود کمک کند. به گفته او انتظار میرود فاکتورهای رشد موجود در پلاسمای غنی از پلاکت در کنار عملکرد نانوذرات، روند ترمیم زخم را تقویت کنند.
در مجموع پژوهشگران امیدوارند ترکیب هدفگیری همزمان MMP-۹، کاهش التهاب و استرس اکسیداتیو و تقویت عملکرد فیبروبلاستها، راه را برای توسعه درمانهای چندمنظورهتر برای زخمهای مزمن هموار کند؛ هرچند برای مشخص شدن ایمنی و اثربخشی این فناوری در انسان، انجام مراحل پیشبالینی و سپس کارآزماییهای بالینی ضروری است.
انتهای پیام/
