وقتی باتریهای کنترل تلویزیون تمام میشوند، ممکن است دنبال باتری جایگزین در وسایل دیگری مثل ساعت رومیزی بگردید. اما معمولاً بدن انسان را اینطور تصور نمیکنیم. با این حال، دانشمندان در حال بررسی این احتمال هستند که شاید در سطح سلولی، بدن بتواند به روشی مشابه از منابع انرژی بخشهای دیگر خود استفاده کند.
به گزارش انتخای و به نقل از sciencealert ؛ دانشمندان در مطالعات حیوانی، مدتی است روی پیوند میتوکندریها کار میکنند؛ ساختارهای بسیار ریزی که انرژی مورد نیاز سلولها را تأمین میکنند. هدف این است که با انتقال میتوکندریهای سالم به بافتهای آسیبدیده، انرژی مورد نیاز سلولهای ضعیف یا آسیبدیده دوباره تأمین شود.
حالا دانشمندان برای نخستین بار این روش را روی چشم یک انسان آزمایش کردهاند.
در این مورد، یک زن جوان که دچار کاهش شدید بینایی شده بود، تحت درمان قرار گرفت. پزشکان با دقت میتوکندریها را از سلولهایی که از طریق نمونهبرداری از پای او به دست آمده بود، استخراج کردند و سپس آنها را مستقیماً به مایع زجاجیه هر دو چشم تزریق کردند.
خبر خوب این بود که هیچ عارضه جدی یا خطرناکی رخ نداد. بر اساس یک گزارش موردی که هنوز بهصورت پیشچاپ منتشر شده و توسط دیوید پوتریانو، عصبشناس دانشکده پزشکی آیکان در مونتسینای، و همکارانش تهیه شده است، این موضوع نخستین نشانه مهمی است که نشان میدهد خود این روش ممکن است به اندازه کافی ایمن باشد تا تحقیقات بیشتری روی آن انجام شود.
اما بخش جالبتر ماجرا این بود که اگرچه بینایی بیمار بهبود پیدا نکرد، ممکن است اتفاق مثبتی نیز در بدن او رخ داده باشد.
میتوکندریها؛ باتریهای کوچک سلولها
میتوکندریها ساختارهای بسیار کوچکی هستند که غذا و اکسیژن را به انرژی قابل استفاده برای سلولها تبدیل میکنند؛ انرژیای که سلول برای انجام عملکردهای خود به آن نیاز دارد.
برخی سلولها وابستگی زیادی به انرژی میتوکندریایی دارند. از جمله آنها میتوان به سلولهای گانگلیونی شبکیه اشاره کرد؛ سلولهای عصبیای که اطلاعات بینایی را از شبکیه به مغز منتقل میکنند.
به گفته پوتریانو و همکارانش، این سلولها از جمله سلولهایی هستند که بالاترین میزان نیاز به انرژی را در دستگاه عصبی مرکزی دارند.
وقتی جریان خون و اکسیژنرسانی به بافت مختل میشود، میتوکندریها ممکن است آسیب ببینند. این آسیب نیز میتواند زنجیرهای از اتفاقات را آغاز کند که در نهایت به مرگ سلولهای گانگلیونی شبکیه منجر میشود.
هدف این روش این نیست که میتوکندریهای پیوندشده، سلولهای عصبی مرده را دوباره زنده کنند. ایده اصلی این است که میتوکندریهای سالم بتوانند تولید انرژی را در سلولهای گانگلیونی شبکیه که هنوز زندهاند اما بهشدت آسیب دیدهاند، دوباره تقویت کنند و شاید به نجات آنها کمک کنند.
مطالعات حیوانی نشان دادهاند که میتوکندریهای پیوندشده میتوانند توسط سلولهای شبکیه جذب شوند و حتی به زنده ماندن برخی سلولهای گانگلیونی شبکیه پس از آسیب کمک کنند.
برای این زن جوان، چنین احتمالی روزنهای از امید بود؛ بهویژه اینکه روشهای درمانی معمول نتیجهای برای او نداشتند.
آسیب شدید مغزی، تقریباً نابینایی کامل
این زن در ۲۶سالگی دچار خونریزی شدید مغزی شد و حدود ۱۸ ساعت بعد به بیمارستان منتقل شد.
او پس از انجام جراحی اورژانسی زنده ماند، اما محرومیت طولانیمدت عصبهای بینایی او از خون و اکسیژن باعث شد تقریباً بهطور کامل در هر دو چشم نابینا شود.
میتوکندریهای گرفتهشده از پای یک زن برای نخستین بار به چشمهای او تزریق شدند.
تصاویر مغز و چشم، آسیب واردشده به عصبهای بینایی و سلولهای گانگلیونی شبکیه را پیش از پیوند میتوکندری نشان میدهند.
حدود هشت هفته بعد، عصبهای بینایی او نشانههای قابل مشاهدهای از تحلیلرفتگی نشان میدادند. در زمان انجام درمان، یعنی حدود سه ماه پس از آسیب، اختلال شدید بینایی او همچنان ادامه داشت و هیچ بهبود قابلتوجهی دیده نمیشد.
اما این به معنای از بین رفتن کامل امید نبود.
تصویربرداریها نشان دادند که اگرچه لایه فیبرهای عصبی شبکیه و لایه سلولهای گانگلیونی بهشدت نازک شده بودند، بهطور کامل از بین نرفته بودند.
همچنین اندازهگیری فعالیت مغز نشان میداد که هنوز مقداری از اطلاعات بینایی به قشر بینایی مغز میرسد.
بنابراین این احتمال وجود داشت که پیوند میتوکندری بتواند انرژی سلولهای باقیمانده را دوباره تأمین کند.
میتوکندریها از پای خود بیمار گرفته شدند
در جراحیهای مربوط به پیوند، برای کاهش خطر واکنش سیستم ایمنی، معمولاً ایمنترین ماده زیستی، بافت خود بیمار است.
به همین دلیل پزشکان از عضله ران او نمونهبرداری کردند و با پردازش این نمونه، دهها میلیون میتوکندری را از سلولهای بدن خودش استخراج کردند.
سپس در حالی که میتوکندریها هنوز تازه و آماده استفاده بودند، آنها را به مایع ژلهمانند داخل هر دو چشم تزریق کردند.
و تنها چند روز بعد، اتفاقی قابلتوجه رخ داد.
واکنش مردمک چشم تغییر کرد
در ۷۱ روز پیش از درمان، پزشکان ۴۵ بار واکنش مردمکهای چشم او به نور را اندازهگیری کرده بودند.
در هیچکدام از این اندازهگیریها، واکنش مردمکها طبیعی نبود.
اما تنها چند روز پس از تزریق میتوکندریها، هر دو مردمک شروع کردند به نشان دادن برخی واکنشهای طبیعی به نور.
علاوه بر این، در سه نوبت جداگانه ثبت فعالیت مغز، در روزهای ۳، ۴۴ و ۴۵ پس از درمان، پژوهشگران واکنشی سازمانیافته در قشر بینایی مغز مشاهده کردند.
با این حال، این اتفاق به معنای بازگشت بینایی بیمار نبود.
قدرت بینایی او همچنان تقریباً در حد تشخیص نور باقی ماند و پس از درمان، تغییر قابلاندازهگیری در حدت بینایی مشاهده نشد.
واکنش طبیعی مردمکها نیز دائمی نبود.
چشم چپ آخرین واکنش طبیعی خود را در روز یازدهم نشان داد، در حالی که چشم راست تا روز سیونهم همچنان گاهی واکنشهای طبیعی ایجاد میکرد.
هنوز نمیتوان گفت میتوکندریها واقعاً باعث این تغییرات شدند
پژوهشگران تأکید میکنند که این یافتهها محدودیتهای مهمی دارند.
این مطالعه فقط روی یک بیمار انجام شده و گروه کنترل نداشته است.
همچنین هیچ شواهد مستقیمی وجود ندارد که نشان دهد میتوکندریهای تزریقشده واقعاً وارد سلولهای گانگلیونی شبکیه شدهاند.
در نهایت، خود نویسندگان نیز تأکید کردهاند که این یک مورد بهتنهایی برای اثبات رابطه علت و معلولی کافی نیست.
با این حال، یک نکته مهم مشخص است: این روش عارضه جدی ایجاد نکرد و بدن بیمار نیز واکنش ایمنی خطرناکی نشان نداد.
آیا تزریق میتوکندری میتواند در آینده به درمان آسیبهای چشمی کمک کند؟
این پژوهش مسیر مشخصی را برای مطالعات آینده باز میکند.
یکی از احتمالاتی که به دلیل موقتی بودن تغییرات مطرح شده این است که شاید سلولهای آسیبدیده برای حفظ هرگونه اثر درمانی، به تزریقهای مکرر میتوکندری سالم نیاز داشته باشند.
البته پیش از هر چیز، دانشمندان باید مشخص کنند که آیا واقعاً میتوکندریهای پیوندشده مسئول تغییراتی بودهاند که در عملکرد چشم و مغز مشاهده شده است یا خیر.
اگر این ارتباط در مطالعات آینده تأیید شود، ممکن است روزی بتوان از «باتریهای سلولی» بخشهای سالم بدن خود بیمار برای نجات سلولهای آسیبدیده چشم استفاده کرد.
پوتریانو به مجله Nature گفته است:
«حالا که نشان دادهایم میتوان این کار را با ایمنی انجام داد، در حال همکاری با سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) هستیم تا پروتکلی برای تزریقهای مکرر و متوالی میتوکندری طراحی کنیم.»
