التمويل الجديد يدعم البحث في سمية الدماغ الناجمة عن المخدرات

التمويل الجديد يدعم البحث في سمية الدماغ الناجمة عن المخدرات

يمكن للأدوية الهامة التي وافقت عليها إدارة الغذاء والدواء الأمريكية لعلاج فيروس نقص المناعة البشرية والسرطان أن تنقذ الأرواح، ولكنها تأتي مع مخاطرها الخاصة. من المعروف أن بعض الأدوية المستخدمة سريريًا تسبب آثارًا جانبية عصبية لدى ما يصل إلى نصف المرضى. وتتراوح هذه الآثار الجانبية من الارتباك ومشاكل في الذاكرة إلى تلف الأعصاب الدائم. يدرس كمال سينيفيراتني، الأستاذ المساعد في الكيمياء والكيمياء الحيوية، كيف تلحق هذه الأدوية الضرر بالدماغ لتقليل آثارها السلبية.

في العام الماضي، نشر مختبر سينيفيراتني أول دراسة تكشف عن اضطرابات في استقلاب الدهون في الدماغ استجابةً لعقار إفافيرينز لفيروس نقص المناعة البشرية. بدأت هذه الدراسة تظهركيفيؤدي الدواء إلى خلل في كيمياء الدهون في الدماغ في مناطق معينة.

الآن منح صندوق ميريلاند لأبحاث الخلايا الجذعية (MSCRF) شركة Seneviratne منحة بقيمة 350 ألف دولار لمواصلة هذا العمل الواعد. وسيدرس هو وطلابه كيف يمكن للأدوية المستخدمة حاليًا، مثل إيفافيرينز، ودولوتيغرافير (دواء آخر لفيروس نقص المناعة البشرية) وعقار العلاج الكيميائي الشائع (أوكساليبلاتين)، أن تلحق الضرر بخلايا الدماغ بمرور الوقت.

كان ناف فولارا، وهو طالب دراسات عليا في مختبر سينيفيراتني، هو المؤلف الأول للورقة البحثية المنشورة في عام 2024 وسيستمر في لعب دور رائد في الأبحاث القادمة، جنبًا إلى جنب مع طلاب الدراسات العليا والجامعيين الآخرين في جامعة UMBC.

من "ماذا" إلى "كيف"

ويعزز البحث المدعوم بالمنحة الجديدة تعاون سينيفيراتني مع طبيب الأعصاب جينتشونغ شو من جامعة جونز هوبكنز، الذي يعمل مع الخلايا العصبية البشرية. سيقوم فريق البحث بإجراء تجاربه على "عضويات دماغية" بشرية مصغرة - مجموعات من خلايا الدماغ البشرية المزروعة في المختبر من الخلايا الجذعية. تحاكي الكائنات العضوية فسيولوجيا الدماغ البشري بشكل أفضل بكثير من النماذج الحيوانية.

يقول سينيفيراتني: "الدراسات على الحيوانات مفيدة، ولكن هناك قيود كبيرة بسبب الاختلافات بين الأنواع. ومن الصعب للغاية الحصول على أنسجة المخ البشري". "ولهذا السبب كان تعاوننا مع الدكتور شو بمثابة نقطة تحول. فبالنسبة للأعضاء، سنرى أخيرًا كيف تعمل هذه الأدوية في الدماغ البشري."

النهج عالي الدقة الذي استخدمه مختبر سينيفيراتني في دراستهم المنشورة في عام 2024 يصور الجزيئات مباشرة في الأنسجة السليمة، بينما تتطلب الطرق الأخرى تقطيع العينات. هذه التقنية، وهي نوع من تصوير قياس الطيف الكتلي (MSI) المعروف باسم MALDI MSI، تسمح للباحثين بتحديد ليس فقط كمية الأنواع المختلفة من الجزيئات الموجودة في الدماغ، ولكن أيضًا مكانها بالضبط.

سيستخدم سينيفيراتني ومعاونوه هذه التقنية جنبًا إلى جنب مع علم البروتينات - الدراسة واسعة النطاق لجميع البروتينات في الخلية أو الأنسجة - في عملهم الممول من MSCRF لتتبع المكان الدقيق الذي تنتقل فيه الأدوية ومنتجات تحللها في عضويات الدماغ وكيف تعطل توازن الدهون في الدماغ. تعتبر الدهون ضرورية للتواصل بين خلايا الدماغ وبقائها، ولهذا السبب يمكن أن يؤدي ضعفها إلى موت خلايا الدماغ، وعلى المدى الطويل، يساهم في الإصابة بأمراض التنكس العصبي.

يقول سينيفيراتني: "نريد أن نفهم "كيفية" حدوث الضرر". "إذا تمكنا من تحديد إشارات التحذير الجزيئية الدقيقة، فيمكن للأطباء وشركات الأدوية يومًا ما اختبار أدوية جديدة في وقت مبكر من تطويرها لتجنب هذه المخاطر."

نهج شمولي

يعتبر نهج الفريق شموليًا عن قصد، ويتجاوز الدهون إلى المستقلبات الأخرى والبروتينات الرئيسية. على سبيل المثال، وجدت دراسة أجريت عام 2024 أن عقار إيفافيرينز يعطل مستويات السيراميد، وهي فئة من الدهون. إن إنزيمات سيراميد هي بروتينات رئيسية تنتج سيراميدات متنوعة هيكليا. في عملهم القادم، سوف يتتبع الباحثون التغيرات في التعبير عن مركبات السيراميد في أنواع مختلفة من خلايا الدماغ في العضويات. ويأملون في الكشف عن مسارات جزيئية أوسع تتأثر بالأدوية وتحديد المؤشرات الحيوية المبكرة المحتملة للسمية العصبية.

"إن ما يدفعني هو الأسئلة العلمية، وليس تقنية واحدة. وسوف نستخدم الأدوات - التصوير، وعلم البروتينات، والبيولوجيا الجزيئية، والتحليلات الكيميائية الحيوية - التي تساعدنا على أفضل وجه في الإجابة على هذه الأسئلة."

كمال سنيفيراتني، أستاذ مساعد الكيمياء والكيمياء الحيوية

من خلال الجمع بين MALDI MSI عالي الدقة والبروتينات مع عضويات الدماغ البشري التي تحتوي على الحي الكامل للخلايا العصبية، يوفر المشروع صورة وثيقة الصلة بالضرر الناجم عن المخدرات ويساعد على سد الفجوة بين الاكتشافات العلمية ونتائج المرضى.

تفتح المنحة أيضًا طريقًا للتأثير المستقبلي. جزء من هدف MSCRF هو تعزيز نقل التكنولوجيا. وهذا يعني أن الاكتشافات يمكن أن تؤدي في النهاية إلى إنشاء شركة ناشئة وأدوات جديدة لصناعة الأدوية.

يقول سينيفيراتني: "يسمح لنا هذا الدعم بتحويل العلوم الواعدة إلى شيء يمكن أن يساعد الناس حقًا". "في النهاية، نأمل أن نزود الأطباء بطرق أفضل لحماية الدماغ أثناء علاج الأمراض القاتلة."

مصادر: