تاثیر یک شکل مهندسی‌شده فیبر طبیعی در محافظت از مغز در برابر نقصان حافظه و التهاب

به گزارش علم‌خوان، پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی تهران با استفاده از یک مدل آزمایشگاهی پرکاربرد از پیری دریافتند که بسته‌بندی بتا-گلوکان درون ذرات ریز مبتنی بر چربی به نام «نانو-نیوزوم» یادگیری و حافظه را در موش‌های مسن بهبود می‌بخشد و التهاب مضر مغز را کاهش می‌دهد.

 

روش تحقیق و یافته‌های آن

دانشمندان با دادن -Dگالاکتوز، قندی که در مقادیر زیاد می‌تواند باعث استرس اکسیداتیو و التهاب مرتبط با پیری مغز شود، پیری تسریع‌شده را در موش‌ها القا کردند. تحقیقات قبلی نشان داده است که این مدل می‌تواند منجر به مشکلات حافظه و تغییرات مغزی مشابه آنچه در بیماری‌های عصبی مرتبط با سن دیده می‌شود، شود.

 

این تیم تحقیقاتی به بررسی این موضوع پرداختند که آیا بتا-گلوکان می‌تواند هنگام تحویل از طریق نانو-نیوزوم‌ها - وزیکول‌های حامل میکروسکوپی که برای بهبود پایداری و انتقال داروها یا مواد مغذی به بافت‌ها، از جمله مغز، طراحی شده‌اند - بهتر عمل کند یا خیر. دانشمندان امیدوار بودند که این رویکرد بر یکی از محدودیت‌های بتا-گلوکان غلبه کند: دشواری رسیدن موثر به مغز.

 

برای آزمایش این درمان، محققان ۶۰ موش را به چندین گروه تقسیم کردند. برخی از آنها D-گالاکتوز را برای ایجاد تغییرات مرتبط با پیری دریافت کردند، در حالی که برخی دیگر به مدت هشت هفته نانونیوزوم‌های خوراکی حاوی بتا-گلوکان را نیز دریافت کردند. سپس حیوانات چندین آزمایش رفتاری را که برای اندازه‌گیری حافظه و یادگیری طراحی شده بودند، از جمله وظایف ناوبری در ماز و یادگیری اجتنابی، انجام دادند.

 

موش‌هایی که به تنهایی در معرض D-گالاکتوز قرار داشتند، در این آزمایش‌ها عملکرد بدتری داشتند و مشکلاتی در حافظه فضایی و یادگیری تداعی‌گر نشان دادند. اما موش‌هایی که با نانوفرمولاسیون بتا-گلوکان درمان شدند، بهبود قابل توجهی نشان دادند. به گفته محققان، موش‌های درمان شده بهتر توانستند مکان‌ها را به خاطر بسپارند و از تجربیات منفی آموخته شده قبلی اجتناب کنند.

 

این تیم همچنین بررسی کرد که چه اتفاقی در داخل مغز، به ویژه در هیپوکامپ، منطقه‌ای مهم برای حافظه، رخ می‌دهد. موش‌های مسن سطح بالایی از استرس اکسیداتیو را نشان دادند - نوعی آسیب سلولی ناشی از مولکول‌های ناپایدار که به عنوان «گونه‌های فعال اکسیژن» (ROS) شناخته می‌شوند. درمان با نانونیوزوم‌های بتا-گلوکان این مولکول‌های مضر را کاهش داد.

 

یکی دیگر از یافته‌های مهم مربوط به میکروگلیا، سلول‌های ایمنی مغز بود. در پیری و بیماری‌های نورودژنراتیو، میکروگلیا می‌تواند بیش از حد فعال شود و التهاب آسیب‌زا را تحریک کند. این مطالعه نشان داد که این درمان علائم «پیروپتوز»، نوعی التهاب بسیار التهابی از مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلولی مرتبط با انحطاط مغز، را کاهش می‌دهد. همچنین فعالیت التهاب  NLRP3، یک سیستم مولکولی که به عنوان عامل ایجاد آسیب التهابی در اختلالاتی مانند بیماری آلزایمر و پارکینسون شناخته می‌شود، را کاهش داد.

 

علاوه بر این، به نظر می‌رسد که این درمان، اتوفاژی - سیستم «بازیافت» داخلی سلول که پروتئین‌های آسیب‌دیده و ضایعات سلولی را حذف می‌کند - را بازیابی می‌کند. اختلال در اتوفاژی به طور فزاینده‌ای به عنوان یکی از نشانه‌های پیری مغز و انحطاط عصبی در نظر گرفته می‌شود. محققان دریافتند که نانونیوزوم‌های بتا-گلوکان به عادی‌سازی سیگنال‌دهی در مسیر PI3K/AKT/mTOR که اتوفاژی را تنظیم می‌کند، کمک می‌کنند.

 

نتیجه‌گیری

این پژوهشگران نتیجه گرفتند که بتا-گلوکان نانوفرموله شده از طریق چندین مکانیسم محافظتی به طور همزمان عمل می‌کند: کاهش التهاب، کاهش استرس اکسیداتیو، سرکوب فعالیت مضر سلول‌های ایمنی و بازیابی سیستم‌های پاکسازی سلولی.

 

محدودیت‌های تحقیق

با این حال، این پژوهشگران تأکید کردند که این یافته‌ها مقدماتی هستند. این کار فقط روی موش‌ها انجام شده است و درمان‌هایی که در مدل‌های حیوانی موفق هستند، اغلب در انسان شکست می‌خورند. قبل از اینکه این رویکرد برای درمان کاهش حافظه مرتبط با سن یا بیماری‌های عصبی در نظر گرفته شود، تحقیقات بیشتری، از جمله آزمایش‌های بالینی انسانی، مورد نیاز خواهد بود.

 

منبع: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0753332225010285?via%3Dihub