ابتکار دانشمندان MIT: درمان بیماری های مغزی بدون جراحی با تزریق ریز تراشه به بدن

پیشرفت های نوین در علوم اعصاب، هر ساله مرزهای جدیدی از شناخت و درمان بیماری های پیچیده مغزی را آشکار می کند. یکی از بزرگ ترین چالش ها در درمان اختلالات مغزی، سختی رساندن دارو و ابزار های درمانی به بافت مغز است، زیرا سد خونی مغزی مانند یک دیوار امنیتی قدرتمند عمل می کند. گروهی از دانشمندان MIT با توسعه فناوری جدیدی تلاش کرده اند این محدودیت را دور بزنند و درمان را با ساده ترین روش یعنی تزریق به بدن امکان پذیر کنند. این مقاله نگاهی کامل تر و به روز تر به این فناوری نوآورانه دارد.

تراشه های تزریقی؛ ورود بی دردسر به مغز بدون نیاز به جراحی

پژوهشگران MIT موفق شده اند ریز تراشه هایی بسازند که بدون نیاز به عمل جراحی مستقیما به بافت مغز می رسند. این تراشه ها بسیار کوچک هستند و ابعاد آنها به حدی ریز است که اندازه شان با کسری از یک دانه برنج برابری می کند. اما اهمیت اصلی این نوآوری، نه در اندازه تراشه ها، بلکه در شیوه انتقال آنان به مغز نهفته است.

در این فناوری، تراشه ها همراه با سلول های ایمنی زنده بدن ترکیب می شوند. هدف از این کار آن است که تراشه ها بتوانند مانند مسافری همراه سیستم طبیعی بدن حرکت کنند و از سد هایی که معمولا مانع ورود مواد دیگر می شوند، عبور کنند.

پژوهشگران تراشه ها را با سلول های ایمنی به نام مونوسیت ترکیب می کنند و یک ساختار مشترک سلولی و الکترونیکی می سازند. این ساختار پس از ورود به جریان خون دو ویژگی مهم دارد:

• توانایی عبور از سد خونی مغزی که معمولا اجازه ورود دارو های رایج را نمی دهد.
• جذب شدن طبیعی به نواحی ملتهب بدن که در بسیاری از بیماری های عصبی و تومور های مغزی وجود دارد.

درمان بیماری های مغزی با تراشه های فعال شونده با نور

پیش از این، یکی از چالش های مهم ایمپلنت های مغزی، موضوع تامین انرژی آنها بود. بیشتر ابزار های مغزی به باتری یا منبع انرژی داخلی نیاز دارند که این موضوع جراحی، هزینه و خطرات را افزایش می داد. فناوری جدید MIT این مشکل را نیز حل کرده است.

• این تراشه ها براساس اصول فتوولتائیک طراحی شده اند، به این معنی که انرژی مورد نیاز خود را از نور دریافت می کنند؛ آن هم بدون تماس مستقیم.
• پزشکان می توانند از بیرون جمجمه نور لیزر مادون قرمز نزدیک را به سمت تراشه ها بتابانند. پس از دریافت نور، تراشه فعال می شود و پالس های الکتریکی دقیق به نورون های اطراف ارسال می کند تا فعالیت آن ها را اصلاح کند.

این روش نسبت به جراحی های باز مغز، علاوه بر کاهش خطر، دقت بیشتری نیز دارد و آسیبی به بافت سالم مغزی وارد نمی کند.

مزیت های این فناوری نسبت به روش های درمانی قبلی

تاکنون برای درمان بیماری هایی مانند پارکینسون یا صرع از کاشت الکترود های مغزی استفاده می شد. این روش ها اگرچه موثرند، اما نیازمند عمل جراحی باز، تجهیزات گران قیمت و خطر بالقوه عفونت یا آسیب عصبی هستند.

ریز تراشه های تازه طراحی شده MIT با ابعاد نانومتری خود، بدون آسیب رساندن به نورون ها وارد بافت مغز می شوند و تحریک عصبی را با دقتی بسیار بیشتر از الکترود های قدیمی انجام می دهند.

این موضوع می تواند درمان های عصبی را برای میلیون ها نفر در سراسر جهان قابل دسترس تر، کم خطر تر و دقیق تر کند.

کاربرد های احتمالی فناوری ریز تراشه های تزریقی

پژوهشگران بر این باورند که این فناوری می تواند در آینده طیف گسترده ای از بیماری ها و مشکلات پزشکی را هدف قرار دهد. به دلیل قابلیت هدایت تراشه ها به نواحی ملتهب، بسیاری از بیماری های عصبی و حتی برخی مشکلات روانی می توانند از این روش سود ببرند.

این فناوری نه تنها توانایی تحریک نورونی دارد، بلکه می تواند در ترکیب با درمان های دارویی یا ژنتیکی نیز به عنوان یک پلتفرم هدفمند مورد استفاده قرار گیرد.

کاربرد های احتمالی شامل این موارد می شود:

• درمان بیماری های تحلیل برنده مغز مانند آلزایمر و ام اس
• کمک به مدیریت اختلالات روانی مقاوم به درمان مانند افسردگی شدید
• هدف قرار دادن تومور های مغزی دشوار مانند گلیوبلاستوما
• کنترل دقیق درد های مزمن و موضعی بدون مصرف دارو های قوی

پژوهشگران همچنین پیش بینی می کنند که این فناوری در آینده در سایر اندام ها نیز قابل استفاده باشد، برای مثال ساخت نسل جدید ضربان ساز های بی سیم قلب.

برنامه های آینده و مسیر تجاری سازی فناوری

گروه پژوهشی MIT به کمک یک شرکت نوپا به نام کاهيرا تکنالوجیز در حال کار بر روی تجاری سازی این فناوری است. هدف این تیم آن است که طی سه سال آینده آزمایش های بالینی انسانی را آغاز کنند.

این پژوهش در یکی از معتبر ترین مجلات علمی یعنی Nature Biotechnology منتشر شده و توجه گسترده جامعه علمی را به خود جلب کرده است. با ادامه پیشرفت ها، احتمال دارد این تراشه های کوچک جایگزین بسیاری از روش های تهاجمی در درمان بیماری های عصبی شوند.

نتیجه گیری

نوآوری دانشمندان MIT نشان می دهد که آینده درمان بیماری های مغزی، دیگر وابسته به جراحی های دشوار نخواهد بود. ترکیب هوشمندانه ریز الکترونیک با سلول های ایمنی، راهی تازه برای عبور از سد های طبیعی بدن ایجاد کرده است. اگر این فناوری همان طور که در مطالعات اولیه دیده شده، در آزمایش های انسانی نیز موفق باشد، ما در آستانه انقلابی بزرگ در علم پزشکی و درمان بیماری های عصبی قرار خواهیم گرفت. مسیر پژوهش هنوز ادامه دارد، اما مسیر آینده روشن تر از همیشه است و جهان درمان های غیر تهاجمی در حال شکل گیری است.