فرمولاسیون جدید پژوهشگران ایرانی برای عبور داروها از سد خونی مغز

به گزارش دیده‌بان علم ایران سید رسول تهامی، دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی پزشکی و مجری طرح، بیماری پارکینسون را دومین بیماری شایع تحلیل برنده سیستم عصبی مرکزی دانست و افزود: دارورسانی به مغز بسیار متفاوت با دارورسانی به سایر اندام‌ها است، به طور کلی داروها به آسانی از جریان خون وارد مغز نمی‌شوند، امکان دسترسی به مغز، بویژه برای بیوتراپیوتیک‌های جدید (ماکرومولکول‌های بیولوژیکی که به عنوان دارو استفاده می‌شوند) مشکل است و دلیل این امر وجود سد خونی- مغزی (blood brain barrier) است.

وی خاطرنشان کرد: بیش از ۹۹ درصد تلاش‌ها برای توسعه دارو به سیستم عصبی مرکزی (CNS) در سراسر جهان به کشف دارو برای CNS و کمتر از یک درصد به رهایش دارو به CNS  اختصاص داده شده است. این عدم تعادل مانع اصلی برای پیشرفت‌های آینده در دارورسانی به CNS است. اگر تنها بخشی از بودجه‌ها برای آزمایشات بالینی به استراتژی‌های رهایش دارو به CNS  اختصاص یافته بود، در این صورت سرنوشت کلی پیشرفت دارورسانی به CNS می‌توانست بسیار متفاوت باشد.

تهامی، با تاکید بر این که سد خونی – مغزی یک مانع غیر قابل عبور برای اکثر داروها است، اظهار کرد: از این رو صد درصد از داروهای نوروتراپیوتیک‌های درشت مولکول و بیش از ۹۸ درصد ترکیبات کوچک مولکول به علت عدم توانایی ذاتی برای عبور از این سد هرگز به بازار عرضه نمی‌شوند.

مجری طرح، موثرترین روش‌ها برای غلبه بر این مشکل را تهیه فرمولاسیون جدید برای داروهای موجود، استفاده از مولکول‌های کوچک در حال توسعه، ‌هیدرو ژل‌ها و میکرو و نانو ذرات چربی یا پلیمری برای رهایش دارو در مغز دانست و ادامه داد: به منظور بررسیبه مطالعه کاربردی سیستم‌های رهایش دارو در بیماری پارکینسون اقدام کردیم.

این محقق به عملکرد این سد خونی اشاره کرد و توضیج داد: مویرگهای غیر مغزی، روزنه‌هایی بین سلول‌های اندوتلیال دارند که از طریق آنها مواد محلول به آسانی می‌توانند از طریق انتشار غیر فعال عبور کنند. در مویرگهای مغز، اندوتلیوم، اتصالات محکم شبه اپیتلیال دارند که مانع نقل‌وانتقال از طریق مسیرهای انتشار پاراسلولار (عبور از بین سلول‌ها) می‌شود.

وی افزود: سیستم عروقی میکرو مغزی، علاوه بر سلول‌های اندو تلیال، شامل پریسیت‌ها (سلول‌های فاگوسیتیک) واقع در سمت مغزی اندوتلیوم و  سلول‌های گلیال که آستروسیت نامیده می‌­شوند و مویرگ ها را انکپسوله می‌کنند. هستند؛ علاوه بر سد نفوذپذیری اندوتلیوم مویرگی، آنزیم‌های بسیار فعال در سلول‌های اندوتلیال، پریسیت‌ها و آستروسیت‌های مغز حضور دارند که از ورود مواد به مغز جلوگیری می‌کند.

تهامی در خصوص نحوه عبور مواد غذایی مورد نیاز مغز از این سد، یادآور شد: انتشار غیر فعال به آسانی اجازه انتقال مواد محلول در چربی، همچنین اکسیژن و دی اکسید کربن را از BBB  می‌دهد. در حالیکه هیچ یک از موادغذایی محلول در آب و مولکول‌های درشت نمی‌توانند از طریق این مسیر در دسترس قرار بگیرند. مواد مورد نیاز مغز مانند گلوکز و اسیدهای آمینه خنثی از طریق سیستم‌های حاملموجود در مویرگ‌ها و سلول‌های اندو تلیال به مغز منتقل خواهند شد. انسولین مغزی و ترانسفرین در گردش خون از طریق ترانس سیتوز با واسطه رسپتور، از میان BBB عبور می‌کنند.

وی خاطرنشان کرد: بنابراین با زیست تقلیدی از مکانیسم‌های انتقال مواد غذایی به مغز می‌توان دارورسانی به مغز را انجام داد، مثلا داروهایی که ساختارهایی شبیه به مواد غذایی درونی دارند، ممکن است توسط یک سیستم انتقال تخصصی (انتقال به واسطه حامل، ترانس سیتوز به واسطه رسپتور) موجود در اندوتلیوم مغز برای مواد مغزی انتقال یابند.

این محقق هدف از اجرای این طرح را معرفی بهترین روش‌ها برای غلبه بر سد خونی مغزی و هدفمند کردن دارو در جهت کاهش اثرات منفی دارو بر بدن ذکر کرد و یادآور شد: بر این اساس استراتژی‌های مختلفی که تا سال ۲۰۱۶ برای عبور دارو از این سد ارائه شده است، مورد بررسی قرار گرفت که یکی از این استراتژی‌ها، استراتژی‌ تهاجمی است که نیاز به مداخله یک جراح مغز واعصاب دارد و شامل تزریق دارو به داخل بطن مغز، کاشتنی‌ها (ایمپلنت‌ها) می‌شود.

وی استراتژی دوم مورد استفاده در این زمینه را مبتنی بر نظر دارویی (استراتژی‌های مبتنی بر دارو) دانست و اظهار کرد: هدف استراتژی‌های مبتنی بر دارو تبدیل ترکیبات محلول در آب (در نتیجه قابلیت نفوذ کم) به ترکیبات محلول در چربی است، بدین‌وسیله انتقال غیر فعال آنها از سد خونی – مغزی افزایش می‌یابد که تعدادی از رویکردهای بررسی شده در این زمینه عبارت از  سیستم‌های رهایش دارو و لیپیدیزاسیون است.

تهامی، استراتژی‌های مبتنی بر فیزیولوژی را از دیگر استراتژی‌ها در این زمینه نام برد که شامل بهره‌برداری از سیستم‌های انتقال با واسطه حامل و همچنین بهره‌برداری از سیستم‌های ترانس سیتوز با واسطه رسپتور است و ادامه داد: بررسی‌های صورت گرفته در این تحقیقات نشان داد که استراتژی اول روش تهاجمی است و استراتژی‌های دوم و سوم چون مبتنی بر دارو و فیزیولوژی و زیست تقلیدی هستند، به عنوان روش‌های کاربردی غیر تهاجمی معرفی شدند.

مجری طرح به اهمیت دستاوردهای این طرح اشاره کرد و گفت: آزمون و خطا کردن در تحقیقات زیست فناوری بسیار پر هزینه است؛ از این رو نتایج این تحقیقات منجر به کاهش هزینه تحقیقات در این حوزه خواهد شد.

این طرح در قالب پایان‌نامه با راهنمایی دکتر حمید کشوری در دانشگاه صنعتی امیرکبیر از سوی سید رسول تهامی اجرا شده است.