پچ میکروسوزنی نویدبخش ترمیم عضله قلب آسیب‌دیده پس از حملات قلبی است

به گزارش خبرنگار دانش و فناوری خبرگزاری دانشجو، یک پچ میکروسوزنی جدید که توسط دانشگاه تگزاس A&M توسعه داده شده است، می‌تواند درمان عضله قلب آسیب‌دیده پس از حمله قلبی را متحول کند.

این دستگاه دوز هدفمندی از اینترلوکین-۴ یا IL-۴ را مستقیماً به بافت آسیب‌دیده می‌رساند.

نتایج اولیه نشان می‌دهد که این رویکرد به قلب کمک می‌کند تا خود را ترمیم کند و در عین حال از عوارض جانبی سیستمیک که روش‌های قبلی دارورسانی را دچار مشکل می‌کرد، جلوگیری کند.

نحوه عملکرد پچ

دکتر کی هوانگ و تیمش این پچ زیست‌تخریب‌پذیر را طوری طراحی کرده‌اند که پس از رسیدن به سطح قلب، حل شود. هر سوزن کوچک حاوی ذرات میکروسکوپی مملو از IL-۴ است.

هوانگ، استادیار گروه علوم دارویی، گفت: «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.»

حملات قلبی، سلول‌های عضلانی را از اکسیژن و مواد مغذی محروم می‌کنند. بدن با ایجاد بافت اسکار که اندام را تثبیت می‌کند، اما نمی‌تواند منقبض شود، به این وضعیت پاسخ می‌دهد.

سپس عضله سالم باید این آسیب را جبران کند و این امر خطر نارسایی طولانی مدت را افزایش می‌دهد. گروه هوانگ می‌خواستند با تغییر نحوه رفتار سلول‌های ایمنی در ناحیه آسیب دیده، این کاهش را متوقف کنند.

ماکروفاژ‌ها در مرکز این استراتژی قرار دارند. این سلول‌ها می‌توانند بافت را ملتهب کنند یا به بهبود آن کمک کنند. هوانگ توضیح داد: «ماکروفاژ‌ها کلید ماجرا هستند.»

«آن‌ها می‌توانند التهاب را بدتر کنند یا به بهبود قلب کمک کنند. IL-۴ به تبدیل آنها به کمک‌کننده کمک می‌کند.»

تلاش‌های اولیه برای استفاده از IL-۴ بر تزریق به جریان خون متکی بود. این رویکرد، دارو را در سراسر بدن پخش می‌کرد و واکنش‌های ناخواسته‌ای را ایجاد می‌کرد.

هوانگ گفت که این موضوع انگیزه‌ای برای یک روش تحویل محلی ایجاد کرد.

او گفت: «انتقال سیستمیک بر کل بدن تأثیر می‌گذارد. ما می‌خواستیم فقط قلب را هدف قرار دهیم.»

این پچ در آزمایش‌های اولیه به این هدف دست یافت. تیم تحقیقاتی سیگنال‌های التهابی کمتری را در بافت اطراف و کاهش جای زخم مشاهده کرد.

آنها همچنین شاهد چیزی غیرمنتظره بودند. سلول‌های ماهیچه قلب به نشانه‌هایی از سایر سلول‌های مجاور، به ویژه سلول‌های اندوتلیال که رگ‌های خونی را می‌پوشانند، واکنش بیشتری نشان دادند.

هوانگ گفت: «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 مهم باشد.

این تیم همچنین فعالیت قوی‌تری را در مسیر NPR۱ مشاهده کرد که از سلامت رگ‌های خونی پشتیبانی کرده و التهاب مضر را کاهش می‌دهد.

بعدی چیست؟

هوانگ اذعان می‌کند که وصله فعلی نیاز به جراحی باز قفسه سینه دارد. این تیم قصد دارد طراحی را اصلاح کرده و میزان تهاجمی بودن این روش را کاهش دهد.

او امیدوار است روزی بتواند این پچ را از طریق یک لوله کوچک تحویل دهد. او گفت: «این تازه آغاز کار است. ما این مفهوم را اثبات کرده‌ایم. اکنون می‌خواهیم طراحی و تحویل آن را بهینه کنیم.»

این یافته‌ها در Cell Biomaterials منتشر شده است. این پروژه از سوی موسسه ملی بهداشت و انجمن قلب آمریکا حمایت مالی دریافت کرده است.

هوانگ اکنون با شیائوکینگ (جید) وانگ، استادیار آمار، روی یک مدل هوش مصنوعی کار می‌کند که رفتار ایمنی را در بافت آسیب‌دیده ترسیم می‌کند.

محققان امیدوارند که این سیستم، درمان‌های جدید تعدیل‌کننده سیستم ایمنی را برای بیماران حمله قلبی در آینده هدایت کند.