هل يمكن لتقنية النانو إبطاء تقدم التهاب المفاصل؟
لا يوجد حتى الآن علاج لهشاشة العظام. ومع ذلك ، قد يساعد أحد الأساليب المبتكرة لتقنية النانو في إرسال العوامل العلاجية إلى عمق الغضروف المصاب وتظل نشطة لفترة أطول.
في الغالب حالة مرتبطة بكبار السن ، وهشاشة العظام حالة منهكة.
يؤثر التهاب المفاصل ، الذي يصيب الغضروف في مفاصل الجسم ، على ما يقدر بنحو 26 مليون شخص في الولايات المتحدة.
في بعض الأحيان ، تبدأ الحالة بإصابة أو تلف ناتج عن مرض في المفصل.
في أوقات أخرى ، يكون ذلك بسبب البلى الناجم عن سنوات من الاستخدام.
في جميع الحالات ، لا توجد طريقة حاليًا لوقف تقدمه. كما هو الحال ، فإن الخيارات الوحيدة المتاحة هي الأدوية لتخفيف الألم المصاحب.
مع تقدم السكان في السن وأثقل وزنًا - وكلاهما عامل خطر للإصابة بهشاشة العظام - أصبحت مشكلة أكبر.
علاوة على ذلك ، نظرًا لأن الألم هو العرض السائد ، فإن هشاشة العظام يساهم في أزمة إدمان المواد الأفيونية. أصبح العثور على طرق مبتكرة للتدخل في مسيرة هذا المرض أكثر إلحاحًا من أي وقت مضى.
مشكلة توصيل الدواء
في الآونة الأخيرة ، شارك باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) في كامبريدج. استكشفوا طرقًا لاستخدام تقنية النانو لتعزيز أدوية هشاشة العظام التجريبية.
نشروا النتائج التي توصلوا إليها في المجلة الطب التحويلي في وقت سابق من هذا الأسبوع.
على مر السنين ، حرض العلماء مجموعة واسعة من المواد الكيميائية ضد هشاشة العظام. أظهر البعض نتائج واعدة في النماذج الحيوانية ، ولكن حتى الآن ، لم يثبت أي منها فائدته في المرضى من البشر.
يعتقد مؤلفو الدراسة الجديدة أن "أيًا من أوجه القصور هذه متجذر في عدم كفاية توصيل الدواء".
هذا هو لسببين رئيسيين. أولاً ، تعاني المفاصل من نقص في إمدادات الدم ، مما يعني أنه يجب على المتخصصين حقن الأدوية مباشرة في المفاصل بأنفسهم. ثانيًا ، يميل التصريف اللمفاوي إلى إزالة المركبات المحقونة في المفاصل بسرعة.
للتغلب على هذه العقبة ، ركز العلماء على تصميم طريقة لإيصال الأدوية والحفاظ عليها في المفصل لفترة أطول مع الغوص بشكل أعمق في الغضروف ، وبالتالي أخذ الدواء مباشرة إلى الخلايا التي تحتاجها.
كان الدواء الذي ركزوا عليه هو عامل النمو الشبيه بالأنسولين 1 (IGF-1) ، وهو مركب أظهر نتائج واعدة في بعض التجارب السريرية. يعزز عامل النمو هذا نمو الخلايا الغضروفية وبقائها على قيد الحياة ، وهي الخلايا التي تتكون منها الغضروف السليم.
مجالات صغيرة
صمم الباحثون جزيءًا كرويًا نانويًا ليكون ناقلًا لـ IGF-1. يتكون الجزيء من العديد من الفروع ، تسمى dendrimers ، التي تنبثق من لب مركزي.
ينتهي كل فرع بمنطقة موجبة الشحنة تنجذب إلى الشحنة السالبة على سطح الخلايا الغضروفية.
تشتمل الجزيئات أيضًا على ذراع بوليمر متأرجح يغطي الشحنات الموجبة ويعادلها بشكل متقطع. قام الباحثون بربط جزيئات IGF-1 بسطح هذه الكرة وحقنو المركب في مفاصل الفئران.
بمجرد دخول هذه الجسيمات إلى الجسم ، فإنها ترتبط بالغضاريف ولا يمكن للتصريف اللمفاوي إزالتها. من هناك ، يمكنهم البدء في الانتشار في الأنسجة.
ومع ذلك ، فإن الكرات لا تلتصق بشكل دائم ، لأن هذا من شأنه أن يبقيها مقفلة على سطح الغضروف. يغطي ذراع البوليمر المرن الشحنات من حين لآخر ، مما يسمح للجزيء بالتحرك ويغمر نفسه في عمق النسيج.
"لقد وجدنا نطاقًا مثاليًا للشحن بحيث يمكن للمادة أن تربط الأنسجة وتفك ارتباطها لمزيد من الانتشار ، ولا تكون قوية لدرجة أنها تعلق على السطح."
مؤلف الدراسة الرئيسي بريت جيجر ، طالب دراسات عليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
عندما يتم إدخال IGF-1 إلى الخلايا الغضروفية ، فإنه يؤدي إلى إطلاق البروتيوغليكان ، أو المادة الخام للغضروف. يشجع IGF-1 أيضًا النمو الخلوي ويقلل من معدل موت الخلايا.
تمديد النافذة العلاجية
قام الباحثون بحقن هذا الجزيء الهجين في مفاصل الفئران. كان عمر النصف له 4 أيام (الوقت الذي يستغرقه الدواء ليقلل إلى نصف حجمه الأولي) ، وهو أطول بحوالي 10 مرات من وقت حقن العلماء لعقار IGF-1 وحده. الأهم من ذلك ، أن تأثيره العلاجي استمر لمدة 30 يومًا.
بالمقارنة مع الفئران التي لم تتلق الدواء ، فإن تلك التي لم تتلق الدواء ، شهدت انخفاضًا في تلف المفاصل. أيضا ، كان هناك انخفاض كبير في الالتهاب.
بالطبع ، غضروف الفئران أرق بكثير من غضروف البشر ؛ يبلغ سمكها حوالي 100 ميكرومتر ، في حين أن الإنسان أقرب إلى 1 ميكرومتر.
في تجربة منفصلة ، أثبت العلماء أن هذه الجزيئات كانت قادرة على اختراق سمك قد يكون مناسبًا للمريض البشري.
هذه فقط المرحلة الأولى من البحث الذي يبحث في استخدام هذه الجزيئات لإيصال الأدوية إلى الغضروف. يخطط الفريق للاستمرار على نفس المنوال ودراسة المواد الكيميائية الأخرى ، بما في ذلك الأدوية التي تمنع السيتوكينات الالتهابية والأحماض النووية بما في ذلك الحمض النووي والحمض النووي الريبي.
تظهر الدراسة جنبًا إلى جنب مع افتتاحية حول استخدام تقنية النانو في أبحاث هشاشة العظام. كتب المؤلف كريستوفر هـ.إيفانز:
هذه بيانات مشجعة للغاية. [...] [T] هنا لا يوجد نظام آخر لتوصيل الأدوية يمكن أن يؤثر على عملية التمثيل الغذائي للخلايا الغضروفية في الموقع خلال السماكة الكاملة للغضروف المفصلي بطريقة مستدامة. "
على الرغم من أن الطريقة الجديدة لا تزال في مهدها ، إلا أن هذا النهج قد يعني في النهاية أن الأطباء يمكن أن يبطئوا بشكل ملحوظ مسار التهاب المفاصل عن طريق الحقن كل أسبوعين أو شهريًا.
