کشف مهمترین دلیل بیماری‌های مغزی با کشت آزمایشگاهی رگ‌های خونی 

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری علم و فناوری آنا، پژوهشگران دانشگاه کمبریج روش جدیدی را برای مطالعه یک بیماری مغزی رایج که میلیون‌ها نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می‌دهد، ابداع کرده‌اند.

آن‌ها مدل‌های کوچکی از رگ‌های خونی را در آزمایشگاه رشد داده و از آن‌ها برای بررسی اینکه چگونه یک نقص ژنتیکی باعث می‌شود خون به مغز نشت کند و منجر به بیماری‌هایی مانند از دست دادن حافظه، زوال عقل و سکته شود، استفاده کردند.  

این تحقیق همچنین یک هدف دارویی احتمالی را برای پیشگیری یا درمان بیماری موسوم به «بیماری عروق کوچک مغزی» (SVD) پیشنهاد می‌کند.

SVD یکی از دلایل مهم زوال مغزی مرتبط با افزایش سن است و تقریباً نیمی از موارد زوال عقل در سطح جهان را تشکیل می‌دهد. همچنین از هر پنج سکته مغزی عامل یک مورد است بطوریکه لخته خون جریان خون و اکسیژن به مغز را مسدود می‌کند.

SVD می‌تواند در اثر عوامل مختلفی مانند فشار خون بالا و دیابت ایجاد شود و معمولا افراد در میانسالی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. با این حال، برخی از افراد نوع نادری از این بیماری را به ارث می‌برند که می‌تواند در اواسط سی سالگی به آن‌ها مبتلا شود. هر دو نوع SVD ویژگی‌های مشابهی دارند.

محققان موسسه تحقیقات قلب و ریه «ویکتور فیلیپ دهداله» در کمبریج از سلول‌های پوست بیماران مبتلا به شکل ارثی SVD استفاده کردند که با جهش در ژنی به نام «COL۴» مرتبط است.

آن‌ها سلول‌های پوست را به سلول‌های بنیادی تبدیل کردند که می‌توانند به هر نوع سلول دیگری در بدن تبدیل شوند. آن‌ها سپس از این سلول‌های بنیادی برای ایجاد سلول‌های رگ‌های خونی مغز و ساختن مدلی از بیماری استفاده کردند که تکرار کننده نقایصی است که در رگ‌های مغزی بیماران مشاهده می‌شود.

دکتر «الساندرا گراناتا» «Alessandra Granata» از دانشکده دپارتمان علوم اعصاب بالینی در کمبریج، که این مطالعه را رهبری کرد، می‌گوید: در حالی که بیماری عروق کوچک مغزی، میلیون‌ها نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می‌دهد ما هنوز درمان موثری برای آن نداریم چرا که به طور کامل نمی‌دانیم چه چیزی به رگ‌های خونی آسیب می‌زند. بیشتر دانش ما از مطالعات حیوانی ناشی می‌شود که آن‌ها نیز محدودیت‌هایی دارند.

به همین دلیل است که ما از سلول‌های بنیادی برای ایجاد سلول‌های رگ‌های خونی مغز و ساختن یک مدل بیماری «آزمایشگاهی» استفاده کردیم که آنچه در بیماران مشاهده می‌شود را تقلید می‌کند.

دانشمندان دریافتند رگ‌های خونی مدل آن‌ها توسط نوعی داربست به نام ماتریکس خارج سلولی احاطه شده است که حمایت و ثبات عروق را فراهم می‌کند. ژن COL۴ برای سلامت این داربست ضروری است.

با این حال، در مدل آنها، داربست مختل شده بود، به ویژه در نقاطی که سلول‌ها توسط ساختار‌هایی به نام اتصالات محکم به هم «زیپ» شده بودند. این باعث می‌شود رگ‌های خونی نشت کنند که نشانه SVD است و اینجا جایی ست که خون از رگ‌ها خارج می‌شود و به مغز می‌رود.

این گروه، کشف کرد گروهی از مولکول‌ها به نام «متالوپروتئینازها» (MMPs) در این آسیب نقش دارند. به طور معمول، MMP‌ها به نگهداری داربست کمک می‌کنند، اما اگر بیش از حد تولید شوند، می‌توانند به آن آسیب برسانند.

محققان سپس دو داروی مهارکننده MMP (یک آنتی بیوتیک و یک داروی ضد سرطان) را آزمایش کردند و دریافتند که آن‌ها آسیب را معکوس و نشت را متوقف می‌کند.

گراناتا با تاکید بر اینکه این دارو‌ها عوارض جانبی جدی دارند و بنابراین برای درمان SVD مناسب نیستند، می‌گویند، اما این دارو‌ها نشان می‌دهند که در تئوری، هدف قرار دادن MMP‌ها می‌تواند بیماری را متوقف کند و مدل ما می‌تواند به راحتی برای آزمایش اثربخشی دارو‌های بالقوه آینده، مقیاس شود.

نتایج این پژوهش در نشریه Stem Cell Reports منتشر شده است. این مطالعه توسط انجمن سکته مغزی، بنیاد قلب انگلیس و انجمن آلزایمر، با حمایت مرکز تحقیقات زیست پزشکی NIHR کمبریج و برنامه افق ۲۰۲۰ اتحادیه اروپا تامین مالی شده است.