מדענים פיתחו חלקיק זעיר שמסוגל לחצות את מחסום הדם-מוח, ולהעביר איתו תרופה שיכולה להועיל נגד פגיעה מוחית

תאונת דרכים, נפילה, תאונת ספורט או תאונות אחרות עלולות להוביל לפגיעה מוחית טראומטית: נזק פיזי למוח שמשבש את תפקודו התקין. בעקבות זאת ייתכנו פגיעות בתפקודים מוטוריים, אובדן זיכרון, שינויי התנהגות, בעיות בתקשורת ובמקרים חמורים אפילו נכות ומוות.

מה בעצם קורה שם? הפגיעה הראשונית מובילה לשורה של אירועים מולקולריים בתאי המוח, שמחמירים את הנזק ומובילים למותם של תאים רבים באזור הפגוע. תרופות יכולות לצמצם את הנזק, אך קשה להוביל אותן למקום שבו הן נחוצות. אחת הסיבות העיקריות לכך היא מחסום הדם-מוח – מבנה צפוף של תאים שתפקידו למנוע ממולקולות לא רצויות לעבור ממחזור הדם אל הנוזל החוץ-תאי שעוטף את תאי המוח. המחסום חיוני כדי להגן על המוח באופן שוטף, אך הוא מקשה לטפל באיבר הרגיש כשמשהו בו משתבש.

כשמתרחשת פגיעה מוחית טראומטית, גם מחסום הדם-מוח נפרץ באופן זמני ולכן מאפשר החדרת תרופות מיד אחרי הפציעה. עם זאת, האסטרטגיה הטיפולית הזאת מוגבלת. היקף הפגיעה במחסום משתנה ממטופל למטופל ותלוי באופי הפגיעה ובעוצמתה, והמחסום משתקם כעבור זמן קצר. לכן רופאים וחוקרים מחפשים דרכים יעילות לאפשר לתרופות לחדור מבעד לו.

מחקר חדש שפורסם בכתב העת Science Advances מציג כעת פתרון אפשרי: ננו-חלקיק שמסוגל לחדור מבעד למחסום דם-מוח תקין ולהחדיר למוח תרופה.

אילוסטרציה של מחסום הדם-מוח | Gunilla Elam, Science Photo Library
מבנה צפוף של תאים שתפקידו למנוע ממולקולות לא רצויות לעבור ממחזור הדם אל הנוזל החוץ-תאי שעוטף את תאי המוח. אילוסטרציה של מחסום הדם-מוח | Gunilla Elam, Science Photo Library

חלקיק נושא תרופה

ננו-חלקיק הוא סוג של מבנה מולקולרי זעיר, בגודל של כמה מיליוניות המילימטר, שנבנה כדי לבצע פעולות מסוימות, למשל להיקשר למבנה מולקולרי מסוים או לשאת מטענים. כדי לפתח את הננו-חלקיק הזה השתמשו החוקרים בחומר בסיס שידוע שאינו מזיק לגוף, ואותו ציפו במולקולות שבעבר כבר נמצא שהן מסייעות לחלקיקים לעבור דרך מחסום הדם-מוח. לאחר מכן  השתמשו בחלקיק שנוצר כדי להחדיר מולקולה קצרה של תרופה לתוך תאי עצב בתרבית. 

אחרי שמצאו את השילוב היעיל ביותר של מולקולות בציפוי, הזריקו החוקרים לדמם של עכברים את החלקיקים הזעירים שבתוכם התרופה המסומנת בצבע. אחרי 24 שעות הם הצליחו לראות את הצבע במוחם של העכברים, ראיה לכך שהננו-חלקיק עבר בהצלחה את מחסום הדם-מוח.

בשלב הבא ניסו החוקרים את הננו-חלקיק על עכברים שסבלו מפגיעה מוחית טראומטית. ראשית בדקו כמה זמן נדרש למחסום הדם-מוח להשתקם אחרי הפציעה ומצאו שתוך שבוע כבר ניכר תיקון משמעותי שלו ותוך שבועיים הוא חוזר לתפקוד מלא. אחר כך הזריקו לעכברים עם אותו סוג של פגיעה את הננו-חלקיק הנושא את התרופה, וראו שהוא מילא את תפקידו, שהיה להוריד את רמות החלבון טאו במוח, שקשור לתופעות ניווניות של מערכת העצבים המרכזית כמו מחלת אלצהיימר. ההשפעה התקיימה גם כשהזריקו את החלקיק סמוך לפציעה וגם כשנתנו אותו שבועיים לאחר מכן, כשמחסום הדם-מוח כבר היה סגור. בנוסף, לא זוהה שום נזק שנגרם לעכברים עקב השימוש בננו-חלקיק.

המחקר הנוכחי מציג טכנולוגיה חדשנית בעלת פוטנציאל רפואי גדול. היכולת להעביר תרופות בצורה יעילה דרך המחסום אל תאי המוח יכולה לסייע בהתמודדות עם בעיות נוספות, כגון זיהום חיידקי במוח ואפילו סרטן. פתרון כזה עשוי להיות נוח יותר לשימוש מהזרקת חומרים ישירות למוח. עם זאת חשוב לזכור כי החומר נוסה על עכברים, ויש עוד דרך ארוכה לפני שהחוקרים יצליחו, בתקווה, לפתח אותו  לטיפול מעשי לבני אדם.