Sci - nature wiki

يقدم العلاج النانوي أملًا جديدًا لعلاج مرض السكري من النوع الأول – ScienceDaily

0

يجب على الأفراد الذين يعانون من مرض السكري من النوع 1 اتباع أنظمة الأنسولين الموصوفة كل يوم بعناية ، وتلقي حقن الهرمون عبر حقنة أو مضخة الأنسولين أو أي جهاز آخر. وبدون علاجات قابلة للتطبيق على المدى الطويل ، فإن مسار العلاج هذا هو حكم مدى الحياة.

تتحكم جزر البنكرياس في إنتاج الأنسولين عندما تتغير مستويات السكر في الدم ، وفي مرض السكري من النوع الأول ، يهاجم الجهاز المناعي للجسم ويدمر هذه الخلايا المنتجة للأنسولين. ظهر زرع الجزر على مدى العقود القليلة الماضية كعلاج محتمل لمرض السكري من النوع الأول. مع الجزر المزروعة الصحية ، قد لا يحتاج مرضى السكري من النوع الأول إلى حقن الأنسولين ، لكن جهود الزرع واجهت نكسات حيث يستمر الجهاز المناعي في رفض الجزر الجديدة في نهاية المطاف. توفر الأدوية المثبطة للمناعة الحالية حماية غير كافية للخلايا والأنسجة المزروعة وتعاني من آثار جانبية غير مرغوب فيها.

اكتشف فريق من الباحثين في جامعة نورث وسترن تقنية للمساعدة في جعل تعديل المناعة أكثر فعالية. تستخدم الطريقة ناقلات النانو لإعادة هندسة الراباميسين المثبط للمناعة بشكل شائع. باستخدام ناقلات النانو المحملة بالراباميسين ، ابتكر الباحثون شكلاً جديدًا من كبت المناعة قادرًا على استهداف خلايا معينة مرتبطة بعملية الزرع دون قمع الاستجابات المناعية الأوسع.

نُشرت الورقة اليوم (17 يناير) في مجلة Nature Nanotechnology. يقود فريق نورث وسترن إيفان سكوت ، أستاذ كاي ديفيس وأستاذ مشارك في الهندسة الطبية الحيوية في كلية ماكورميك للهندسة وعلم الأحياء الدقيقة والمناعة بجامعة نورث وسترن في كلية الطب بجامعة نورث وسترن ، وجييرمو أمير ، أستاذ دانيال هيل ويليامز في الهندسة الطبية الحيوية في McCormick والجراحة في Feinberg. يشغل أمير أيضًا منصب مدير مركز الهندسة التجديدية المتقدمة (كير).

تحديد هجوم الجسم

كان أمير يعمل على تحسين نتائج زرع الجزر من خلال توفير بيئة هندسية للجزر ، باستخدام المواد الحيوية لتحسين بقائها ووظيفتها. ومع ذلك ، فإن المشاكل المرتبطة بتثبيط المناعة الجهازي التقليدي تظل عائقًا أمام الإدارة السريرية للمرضى ، ويجب أيضًا معالجتها حتى يكون لها تأثير حقيقي على رعايتهم ، كما قال أمير.

قال أمير: “كانت هذه فرصة للشراكة مع إيفان سكوت ، الرائد في الهندسة المناعية ، والانخراط في تعاون بحثي متقارب تم تنفيذه جيدًا مع اهتمام هائل بالتفاصيل من قبل جاكلين بيرك ، زميلة أبحاث الخريجين في مؤسسة العلوم الوطنية”.

تمت دراسة Rapamycin جيدًا وشائع الاستخدام لقمع الاستجابات المناعية أثناء أنواع أخرى من العلاج وعمليات الزرع ، وتتميز بمجموعة واسعة من التأثيرات على العديد من أنواع الخلايا في جميع أنحاء الجسم. عادةً ما يتم إعطاء جرعة الرابامايسين عن طريق الفم ، ويجب مراقبتها بعناية لمنع التأثيرات السامة. ومع ذلك ، عند الجرعات المنخفضة يكون لها تأثير ضعيف في حالات مثل زرع الجزر.

وقال سكوت ، وهو أيضًا عضو في منظمة كير ، إنه يريد أن يرى كيف يمكن تحسين العقار من خلال وضعه في جسيمات نانوية و “التحكم في المكان الذي يذهب إليه داخل الجسم”.

وقال سكوت: “لتجنب التأثيرات الواسعة للراباميسين أثناء العلاج ، يُعطى الدواء عادةً بجرعات منخفضة وعبر طرق محددة للإعطاء ، بشكل رئيسي عن طريق الفم”. “ولكن في حالة الزرع ، عليك إعطاء ما يكفي من الراباميسين لقمع الخلايا التائية بشكل منهجي ، والتي يمكن أن يكون لها آثار جانبية كبيرة مثل تساقط الشعر ، وتقرحات الفم وضعف جهاز المناعة بشكل عام.”

بعد عملية الزرع ، ترفض الخلايا المناعية ، التي تسمى الخلايا التائية ، الخلايا والأنسجة الأجنبية التي تم إدخالها حديثًا. تُستخدم مثبطات المناعة لتثبيط هذا التأثير ولكن يمكن أن تؤثر أيضًا على قدرة الجسم على محاربة العدوى الأخرى عن طريق إغلاق الخلايا التائية في جميع أنحاء الجسم. لكن الفريق صاغ الحامل النانوي ومزيج الأدوية ليكون لهما تأثير أكثر تحديدًا. بدلاً من تعديل الخلايا التائية مباشرةً – الهدف العلاجي الأكثر شيوعًا للراباميسين – سيتم تصميم الجسيمات النانوية لاستهداف وتعديل خلايا تقديم المستضد (APCs) التي تسمح بتثبيط مناعي أكثر استهدافًا وتحكمًا.

كما مكّن استخدام الجسيمات النانوية الفريق من توصيل الراباميسين من خلال حقنة تحت الجلد ، واكتشفوا أنها تستخدم مسارًا أيضيًا مختلفًا لتجنب فقدان الأدوية على نطاق واسع الذي يحدث في الكبد بعد تناوله عن طريق الفم. تتطلب طريقة الإعطاء هذه قدرًا أقل بكثير من الراباميسين لتكون فعالة – حوالي نصف الجرعة القياسية.

“لقد تساءلنا ، هل يمكن إعادة هندسة الراباميسين لتجنب تثبيط غير محدد للخلايا التائية وبدلاً من ذلك تحفيز مسار محتمل عن طريق توصيل الدواء لأنواع مختلفة من الخلايا المناعية؟” قال سكوت. “من خلال تغيير أنواع الخلايا المستهدفة ، قمنا بالفعل بتغيير طريقة تحقيق كبت المناعة.”

أصبح “الحلم الأنبوبي” حقيقة في أبحاث مرض السكري

اختبر الفريق الفرضية على الفئران ، وقدم مرض السكري إلى السكان قبل معالجتهم بمزيج من زرع الجزر والراباميسين ، عبر نظام Rapamune® الفموي القياسي وصياغة الناقل النانوي الخاص بهم. ابتداءً من اليوم السابق لعملية الزرع ، تم حقن الفئران بالعقار المعدل واستمرت الحقن كل ثلاثة أيام لمدة أسبوعين.

لاحظ الفريق الحد الأدنى من الآثار الجانبية في الفئران ووجدوا أن مرض السكري قد تم القضاء عليه طوال فترة التجربة التي استمرت 100 يوم. ولكن يجب أن يستمر العلاج طوال عمر الزرع. أظهر الفريق أيضًا أن مجموعة الفئران التي عولجت بالدواء النانوي لديها “استجابة مناعية قوية” مقارنة بالفئران التي أعطيت علاجات قياسية للدواء.

قال سكوت إن مفهوم تعزيز الآثار الجانبية للأدوية والسيطرة عليها عن طريق التوصيل النانوي ليس جديدًا. “لكننا هنا لا نعزز التأثير ، نحن نغيره – من خلال إعادة توجيه المسار الكيميائي الحيوي للدواء ، في هذه الحالة تثبيط mTOR بواسطة الراباميسين ، ننتج استجابة خلوية مختلفة تمامًا.”

يمكن أن يكون لاكتشاف الفريق آثار بعيدة المدى. قال أمير: “يمكن تطبيق هذا النهج على الأنسجة والأعضاء الأخرى المزروعة ، مما يفتح مجالات وخيارات بحثية جديدة للمرضى”. “نحن نعمل الآن على اتخاذ هذه النتائج المثيرة للغاية خطوة أقرب إلى الاستخدام السريري.”

قالت جاكلين بيرك ، أول مؤلفة في الدراسة وزميلة أبحاث الخريجين في المؤسسة الوطنية للعلوم وباحثة تعمل مع سكوت وأمير في كير ، إنها بالكاد تصدق قراءاتها عندما رأت انخفاض السكر في الدم لدى الفئران من مستويات عالية من السكر إلى رقم زوجي. . واصلت التحقق مرة أخرى للتأكد من أنه لم يكن حظًا ، لكنها رأت أن الرقم استمر على مدار أشهر.

البحث يضرب بالقرب من المنزل

بالنسبة لبورك ، طالب الدكتوراه الذي يدرس الهندسة الطبية الحيوية ، يقترب البحث من موطنه. بورك هي واحدة من هؤلاء الأفراد الذين تعتبر اللقطات اليومية بالنسبة لهم جزءًا معروفًا من حياتها. تم تشخيص إصابتها بمرض السكري من النوع الأول عندما كانت في التاسعة من عمرها ، وعرفت لفترة طويلة أنها تريد المساهمة بطريقة ما في هذا المجال.

قال بيرك: “في برنامجي السابق ، عملت على التئام الجروح لقرحة القدم السكرية ، والتي تعد من مضاعفات مرض السكري من النوع الأول”. “باعتباري شخصًا يبلغ من العمر 26 عامًا ، فأنا لا أريد حقًا الوصول إلى هناك ، لذلك شعرت أن الإستراتيجية الأفضل تتمثل في التركيز على كيفية علاج مرض السكري الآن بطريقة أكثر إيجازًا تحاكي التواجد الطبيعي للبنكرياس في شخص غير مصاب بالسكري. شخص.”

يعمل فريق البحث في جامعة نورث وسترن على إجراء تجارب ونشر دراسات حول زراعة الجزر لمدة ثلاث سنوات ، ويقول كل من بورك وسكوت إن العمل الذي نشروه للتو ربما تم تقسيمه إلى ورقتين أو ثلاث ورقات. ما نشروه الآن ، على الرغم من أنهم يعتبرون اختراقًا ويقولون أنه قد يكون له آثار كبيرة على مستقبل أبحاث مرض السكري.

بدأ سكوت عملية منح براءة اختراع لهذه الطريقة والتعاون مع الشركاء الصناعيين لنقلها في النهاية إلى مرحلة التجارب السريرية. من شأن تسويق عمله أن يعالج المشكلات المتبقية التي نشأت بالنسبة للتقنيات الجديدة مثل جزر البنكرياس المشتقة من الخلايا الجذعية من Vertex لعلاج مرض السكري.

Leave A Reply

Your email address will not be published.