پچ میکروسوزنی جدید برای ترمیم قلب پس از حمله؛ تحول در درمان با…

پژوهشگران دانشگاه تگزاس A&M موفق به توسعه یک پچ میکروسوزنی زیست‌تخریب‌پذیر شده‌اند که می‌تواند روش درمان عضله قلب آسیب‌دیده پس از حملات قلبی را متحول سازد. این دستگاه نوآورانه، دوز دقیقی از داروی اینترلوکین-۴ (IL-4) را مستقیماً به ناحیه آسیب‌دیده می‌رساند و از عوارض جانبی سیستمیک جلوگیری می‌کند. نتایج اولیه این رویکرد نشان می‌دهد که قلب برای ترمیم خود تحریک می‌شود، بدون آنکه مشکلات ناشی از پخش شدن دارو در کل بدن رخ دهد.

تحولی در درمان آسیب‌های قلبی

حملات قلبی باعث محرومیت سلول‌های عضلانی از اکسیژن و مواد مغذی می‌شوند. بدن در پاسخ، بافت اسکار (زخم) ایجاد می‌کند که اگرچه اندام را تثبیت می‌کند، اما قابلیت انقباض ندارد. این امر بار اضافی بر عضله سالم قلب وارد کرده و خطر نارسایی طولانی‌مدت را افزایش می‌دهد. تیم دکتر کی هوانگ، استادیار گروه علوم دارویی، در تلاش است تا با تغییر رفتار سلول‌های ایمنی در ناحیه آسیب‌دیده، این روند تخریبی را متوقف کند.

مکانیزم عملکرد پچ میکروسوزنی

این پچ زیست‌تخریب‌پذیر طوری طراحی شده که پس از قرارگیری بر سطح قلب، به مرور حل شود. هر سوزن کوچک حاوی ذرات میکروسکوپی مملو از IL-۴ است. دکتر هوانگ درباره عملکرد این دستگاه توضیح داد:

«این وصله مانند یک پل عمل می‌کند. میکروسوزن‌ها به لایه بیرونی قلب نفوذ می‌کنند و به دارو اجازه می‌دهند تا به عضله آسیب‌دیده زیرین برسد، که معمولاً دسترسی به آن بسیار دشوار است.»

نقش ماکروفاژها و IL-4

ماکروفاژها، به عنوان سلول‌های کلیدی در سیستم ایمنی، در مرکز این استراتژی درمانی قرار دارند. آنها می‌توانند هم التهاب را تشدید کنند و هم به بهبود بافت کمک نمایند. محققان دریافتند که IL-۴ نقش حیاتی در تغییر عملکرد این سلول‌ها دارد:

ماکروفاژها کلید ماجرا هستند: آنها می‌توانند التهاب را بدتر کنند یا به بهبود قلب کمک کنند.
عملکرد IL-4: اینترلوکین-۴ به تبدیل ماکروفاژها به سلول‌های کمک‌کننده و ترمیم‌کننده کمک می‌کند.

تلاش‌های پیشین برای استفاده از IL-۴ از طریق تزریق به جریان خون انجام می‌شد که به دلیل پخش شدن دارو در سراسر بدن، واکنش‌های ناخواسته سیستمیک ایجاد می‌کرد. هدف اصلی این تیم دستیابی به یک روش تحویل محلی و هدفمند بود.

نتایج اولیه و دستاوردهای غیرمنتظره

آزمایش‌های اولیه با استفاده از این پچ، موفقیت‌آمیز بود و توانست به هدف اصلی یعنی انتقال محلی دارو دست یابد. تیم تحقیقاتی در بافت‌های اطراف قلب شاهد کاهش قابل توجهی در سیگنال‌های التهابی و همچنین کاهش میزان بافت اسکار (جای زخم) بودند.

علاوه بر این، یک یافته غیرمنتظره نیز مشاهده شد: سلول‌های ماهیچه قلب (کاردیومیوسیت‌ها) نسبت به نشانه‌های سلول‌های مجاور، به ویژه سلول‌های اندوتلیال که پوشاننده رگ‌های خونی هستند، واکنش بیشتری نشان دادند. دکتر هوانگ در این باره اظهار داشت:

«کاردیومیوسیت‌ها نه تنها زنده می‌ماندند، بلکه با سایر سلول‌ها به روش‌هایی که از بهبودی پشتیبانی می‌کند، تعامل داشتند. این افزایش تداخل گفتاری ممکن است برای عملکرد بلندمدت قلب بسیار مهم باشد.»

همچنین، فعالیت قوی‌تری در مسیر NPR۱ مشاهده شد که وظیفه پشتیبانی از سلامت رگ‌های خونی و کاهش التهاب مضر را بر عهده دارد.

گام‌های بعدی و بهینه‌سازی روش درمان

دکتر هوانگ اذعان کرد که وصله فعلی برای نصب نیاز به جراحی باز قفسه سینه دارد. با این حال، تیم تحقیقاتی قصد دارد طراحی را اصلاح کرده تا میزان تهاجمی بودن این روش را کاهش دهد.

هدف نهایی این است که روزی بتوان این پچ را از طریق یک لوله کوچک (روش‌های کم‌تهاجمی) به محل آسیب‌دیده رساند. او تاکید کرد:

«این تازه آغاز کار است. ما این مفهوم را اثبات کرده‌ایم. اکنون می‌خواهیم طراحی و تحویل آن را بهینه کنیم.»

این یافته‌ها در نشریه معتبر Cell Biomaterials منتشر شده و این پروژه از حمایت مالی موسسه ملی بهداشت و انجمن قلب آمریکا برخوردار بوده است. در حال حاضر، تیم هوانگ با همکاری دکتر شیائوکینگ (جید) وانگ، استادیار آمار، در حال کار بر روی یک مدل هوش مصنوعی هستند که رفتار ایمنی در بافت آسیب‌دیده را ترسیم می‌کند تا درمان‌های جدید تعدیل‌کننده سیستم ایمنی برای بیماران حمله قلبی در آینده هدایت شوند.