دانشمندان توکسوپلاسما گوندی را به سیستم انتقال دارو به مغز مهندسی کردند

دانشمندان موفق شدند انگل تک‌سلولی توکسوپلاسما گوندی را که در مغز نزدیک به یک‌سوم از جمعیت جهان زندگی می‌کند، به یک سیستم تحویل دارو به مغز تبدیل کنند. این پیشرفت در مطالعه‌ای منتشرشده در مجله نیچر می‌کروبیولوژی گزارش شده است.

چالش سد خونی مغزی

رساندن دارو‌ها به مغز به دلیل وجود سد خونی مغزی بسیار دشوار است. این غشاء محافظتی فقط به مواد منتخب اجازه عبور می‌دهد و در برابر مولکول‌های بزرگ و هیدروفیلیک مانند بسیاری از پروتئین‌ها نفوذ‌ناپذیر عمل می‌کند.

قدرت طبیعی توکسوپلاسما در عبور از سد مغز

برخلاف دارو‌ها، توکسوپلاسما گوندی به راحتی می‌تواند از سد خونی مغز عبور کند. مردم معمولا با بلعیدن انگل آلوده می‌شوند و آن به صورت خودکار یا با کمک سلول‌های ایمنی به مغز منتقل می‌شود. اکثر افراد علائمی ندارند، اما در برخی موارد می‌تواند باعث تغییرات رفتاری و ارتباط با بیماری‌های روانی شود.

مطالعه در نیچر می‌کروبیولوژی

محققان در مقاله‌ای منتشرشده در نیچر می‌کروبیولوژی، توکسوپلاسما گوندی را برای حمل پروتئین‌های بزرگ و ‌های پروتئینی به سلول‌های مغز اصلاح کردند. این روش در لوله‌های آزمایش، موش‌های آزمایشگاه‌ی و شبه‌اندام‌های مغزی انسان (ارگانویید مغزی) با موفقیت آزمایش شد.

ریشه ایده و تیم تحقیق

ایده استفاده از توکسوپلاسما به عنوان سیستم تحویل دارو در سال ۲۰۱۳ توسط شاهار براچا، پژوهشگر پس‌ادک‌ترا در موسسه تحقیقات مغز مک‌گاورن مطرح شد. او در همکاری نزدیک با لیلاچ شینر، استاد انگل‌شناسی در دانشگاه گلاسکو، سال‌ها تلاش کرد تا نسخه‌ای مهندسی‌شده و بالقوه سودمند از انگل بسازند.

مهندسی دو سیستم ترشح پروتئینی

تیم تحقیقاتی از دو ساختار در انگل استفاده کرد راپ‌تری‌ها که پروتئین‌ها را از بیرون به سلول تزریق می‌کنند (مکانیزم ) و گرانول‌های متراکم که پروتئین‌ها را از داخل سلول ترشح می‌کنند. محققان معتقدند با اصلاحات بیش‌تر هر دو سیستم را برای اهداف مختلف بهینه می‌توان کرد.

نتایج آزمایشات و ایمنی

هنگام تزریق انگل‌های مهندسی‌شده به موش‌ها، حیوانات بیمار نشدند. بااین‌حال توکسوپلاسما گوندی وحشی در افراد با سیستم ایمنی ضعیف و زنان باردار می‌تواند باعث آسیب‌های جدی مغز، قلب، چشم و جنین شود. نزدیک به یک‌چهارم افراد سالم در جهان آنتی‌بادی علیه این انگل دارند.

نیاز به بی‌زیان‌سازی بیشتر

محققان تأکید کردند که سوچ‌های فعلی توکسوپلاسما همچنان خطرات ایمنی اساسی دارند. برای پیشبرد این فناوری، باید انگل را به طور کامل خنثی و تا حد امکان بی‌زیان کرد تا به عنوان پلتفرم امن انتقال دارو به مغز قابل استفاده باشد.