به سوی درمان ALS: تحریک مغناطیسی نورون های حرکتی آسیب دیده را بازیابی می کند - دنیای فیزیک

به سوی درمان ALS: تحریک مغناطیسی نورون های حرکتی آسیب دیده را بازیابی می کند - دنیای فیزیک

تمبر زمان: 5 ژوئیه 2023، 5:00 صبح

توماس هرماندورفر و ریچارد فانک
فعال سازی مجدد نورون های حرکتی آسیب دیده Thomas Herrmannsdörfer (سمت چپ) و ریچارد فانک در حال بررسی اثر درمانی میدان های مغناطیسی بر روی نورون های حرکتی آسیب دیده هستند. (تقدیم: HZDR/Amac Garbe)

اسکلروز جانبی آمیوتروفیک (ALS) یک اختلال غیرقابل درمان شدید است که در آن نورون‌های حرکتی - سلول‌های عصبی در مغز و نخاع که سیگنال‌هایی را برای کنترل حرکت به عضلات ارسال می‌کنند - آسیب می‌بینند. بدون عملکرد نورون‌های حرکتی، عضلات دستورالعمل‌ها را دریافت نمی‌کنند و دیگر کار نمی‌کنند، که منجر به فلج پیشرونده، آتروفی عضلانی و در نهایت نارسایی سیستم تنفسی می‌شود.

در حال حاضر، هیچ درمان موفقیت‌آمیزی برای ALS وجود ندارد، زیرا درمان‌های دارویی تنها تأثیری جزئی بر بقای بیمار دارند. با هدف رفع این کمبود، یک تیم تحقیقاتی بین رشته‌ای در Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) و TU درسدن در حال بررسی پتانسیل استفاده از میدان های مغناطیسی برای بازیابی نورون های حرکتی آسیب دیده است.

تاثیر تحریک مغناطیسی بر بیماری های عصبی به طور گسترده ای مورد بررسی قرار گرفته است. با این حال، کاربردها در اعصاب محیطی کمیاب است. در این مطالعه اخیر، گزارش شده در سلول هامحققان ارزیابی کردند که آیا تحریک مغناطیسی نورون‌های حرکتی محیطی می‌تواند نقایص نورون‌های حرکتی مشتق شده از سلول‌های بنیادی را از بیماران ALS با جهش در ژن FUS (FUS-ALS) بازگرداند.

تیم - به سرپرستی فیزیکدان توماس هرماندورفر، زیست شناس سلولی آرون پال و پزشک ریچارد فانکو توسط همکارانش در TU Dresden و دانشگاه روستوک - با برنامه ریزی مجدد سلول های بنیادی پرتوان القایی حاصل از بیوپسی پوست افراد سالم و بیماران مبتلا به FUS-ALS، نورون های حرکتی ستون فقرات تولید کردند. آنها سیم پیچ های الکترومغناطیسی را طراحی و ساختند که می توانند در انکوباتورهای کشت سلولی کار کنند و از آنها برای قرار دادن نورون های حرکتی در معرض میدان های مغناطیسی مناسب استفاده کردند.

هر تحریک مغناطیسی شامل چهار درمان متوالی (به مدت چند ساعت) با استفاده از فرکانس‌های موج مربعی بسیار پایین 2 تا 10 هرتز بود. تیمارها پس از بلوغ سلولی به مدت 30 تا 45 روز انجام شد در شرایط in vitro، با سیم پیچ ها خاموش در بین. پس از درمان نهایی، این تیم قبل از ارزیابی تأثیر تحریک مغناطیسی، سلول‌ها را به مدت دو روز در محیط کشت نگهداری کردند.

میدان های مغناطیسی پالسی می تواند به مبارزه با بیماری های عصبی کمک کند
به سوی درمان میدان های مغناطیسی پالسی می تواند به مبارزه با بیماری های عصبی کمک کند. (با احترام: HZDR/Sahneweiß)

ترمیم نقایص آکسون

نورون های حرکتی دارای برجستگی های طولانی به نام آکسون هستند که می توانند تا 1 متر طول داشته باشند که مواد را انتقال می دهند و اطلاعات را منتقل می کنند. اختلالات در حمل و نقل اندامک های آکسونی مانند میتوکندری و لیزوزوم به انحطاط عصبی در ALS کمک می کند. بنابراین محققان از تصویربرداری سلول زنده و رنگ آمیزی ایمونوفلورسانس برای اندازه گیری تحرک این اندامک ها در نورون های حرکتی در معرض میدان های مغناطیسی استفاده کردند.

آنها ابتدا میانگین سرعت اندامک را بررسی کردند. تجزیه و تحلیل ردیابی کمی کاهش میانگین سرعت دیستال را برای میتوکندری ها و لیزوزوم ها در نورون های حرکتی FUS جهش یافته درمان نشده در مقایسه با سلول های کنترل (مشتق شده از اهداکنندگان سالم) نشان داد. قرار گرفتن در معرض میدان‌های مغناطیسی سرعت متوسط ​​در نورون‌های حرکتی FUS را به سطوح کنترل برگرداند و بهترین اثرات با استفاده از فرکانس‌های بسیار پایین حدود 10 هرتز مشاهده شد.

یکی دیگر از مشخصه های ALS کاهش توانایی آکسون ها برای رشد و بازسازی پس از صدمات یا در طول پیری است. چنین رشدی برای حفظ ارتباط بین عصبی در انتهای عصب و انتقال اطلاعات بسیار مهم است. برای بررسی اینکه آیا تحریک مغناطیسی می‌تواند چنین نقص‌هایی را بهبود بخشد، این تیم از تصویربرداری زنده از سلول‌ها در اتاق‌های میکروسیالی برای تجزیه و تحلیل رشد جدید مخروط‌های رشد آکسون پس از آکسوتومی (بریده شدن آکسون) استفاده کردند.

محققان کاهش میانگین سرعت رشد آکسونی را در نورون های حرکتی FUS درمان نشده در مقایسه با سلول های کنترل مشاهده کردند. تحریک مغناطیسی نورون های حرکتی FUS در 10 هرتز به طور قابل توجهی میانگین سرعت رشد را به سطوح کنترل افزایش داد. میدان های مغناطیسی بر میانگین سرعت رشد در نورون های حرکتی کنترل تاثیری نداشت.

در آزمایش‌های متعدد، محققان نشان دادند که نورون‌های حرکتی بیماران ALS به میدان‌های مغناطیسی پاسخ می‌دهند، با اختلال در انتقال آکسونی اندامک‌ها که با تحریک دوباره فعال می‌شوند و بازسازی آکسون بازسازی می‌شود. نکته مهم این است که آنها همچنین نشان دادند که سلول های سالم توسط تحریک مغناطیسی آسیب نمی بینند.

در حالی که این یافته‌ها امیدوارکننده به نظر می‌رسند، تیم بر نیاز بلندمدت و در داخل بدن مطالعات. ما به اینها توجه می کنیم در شرایط in vitro Herrmannsdörfer در بیانیه‌ای مطبوعاتی می‌گوید: نتایج به‌عنوان یک رویکرد تشویق‌کننده در مسیر یک درمان جدید بالقوه برای ALS و همچنین سایر بیماری‌های عصبی است. با این حال، ما همچنین می دانیم که برای تأیید یافته های ما به مطالعات پیگیری دقیق نیاز است.

در حال حاضر کار در داخل ThaXonian Herrmannsdörfer و همکارانش در حال برنامه‌ریزی مطالعات بیشتر برای بهینه‌سازی پارامترهای میدان مغناطیسی اعمال‌شده، درک پاسخ سلولی به محرک‌های مغناطیسی مختلف، و آزمایش درمان بر روی سایر اختلالات عصبی، مانند بیماری‌های پارکینسون، هانتینگتون و آلزایمر هستند.

تمبر زمان:

بیشتر از دنیای فیزیک