Όταν ένας άνθρωπος παθαίνει εγκεφαλικό, η άμεση αποκατάσταση της ροής του αίματος στον εγκέφαλο είναι ζήτημα ζωής και θανάτου. Ωστόσο, αυτή η ξαφνική επαναφορά της κυκλοφορίας, γνωστή ως επαναιμάτωση, μπορεί να πυροδοτήσει ένα δεύτερο ύπουλο κύμα βλάβης, όπου νευρικά κύτταρα πεθαίνουν, η φλεγμονή φουντώνει και αυξάνεται ο κίνδυνος μόνιμης αναπηρίας.
Ακριβώς σε αυτό το κρίσιμο χρονικό παράθυρο έρχεται να δράσει μια νέα θεραπεία, ένα ενέσιμο αναγεννητικό νανοϋλικό που σχεδιάστηκε για να προστατεύει και να επιδιορθώνει τον εγκέφαλο.
Επιστήμονες του Northwestern University στο Ιλινόι των ΗΠΑ παρουσίασαν πρόσφατα μια πρωτοποριακή προκλινική μελέτη που δείχνει ότι ένα καινοτόμο νανοϋλικό όχι μόνο καταφέρνει να διαπεράσει τον απρόσιτο αιματοεγκεφαλικό φραγμό, αλλά και να περιορίσει σημαντικά τη βλάβη στον εγκέφαλο μετά το πιο συχνό είδος εγκεφαλικού, το ισχαιμικό.
Στη μελέτη, οι ερευνητές χορήγησαν σε ποντίκια με ισχαιμικό εγκεφαλικό, τον τύπο που ευθύνεται για περίπου το 80% όλων των εγκεφαλικών στις ΗΠΑ, μία εφάπαξ ενδοφλέβια δόση της θεραπείας αμέσως μετά την αποκατάσταση της ροής του αίματος. Το υλικό κατάφερε να διαπεράσει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, ένα εμπόδιο που για δεκαετίες αποτελεί τροχοπέδη για τη νευροεπιστήμη, και να εντοπιστεί ακριβώς στο σημείο της εγκεφαλικής βλάβης.
Τα ποντίκια που έλαβαν τη θεραπεία εμφάνισαν σημαντικά μικρότερη καταστροφή εγκεφαλικού ιστού, μειωμένη φλεγμονή και λιγότερα σημάδια υπερβολικής και καταστροφικής ανοσολογικής αντίδρασης, χωρίς καμία ένδειξη παρενεργειών, τοξικότητας ή απόρριψης από το ανοσοποιητικό σύστημα κατά την επταήμερη παρακολούθηση.
Θεραπεία με μόρια που… χορεύουν
Η θεραπεία βασίζεται σε υπερμοριακά θεραπευτικά πεπτίδια (supramolecular therapeutic peptides – STPs), μια τεχνολογική πλατφόρμα που ανέπτυξε ο καθηγητής Samuel I. Stupp. Τα STPs έγιναν γνωστά το 2021, με το παρατσούκλι «Dancing molecules» (μόρια χορευτές) λόγω της δυναμικής τους συμπεριφοράς, όταν μια μελέτη στο περιοδικό Science υπέδειξε ότι μπορούσαν με μία μόνο ένεση στο σημείο σοβαρού τραυματισμού του νωτιαίου μυελού να αντιστρέψουν την παράλυση και να επιδιορθώσουν ιστό σε ποντίκια.
Τώρα η νέα μελέτη αποδεικνύει ότι παρόμοιες δυναμικές μοριακές νανοδομές μπορούν να χορηγηθούν ενδοφλέβια, χωρίς χειρουργείο ή επεμβατικές εγχύσεις απευθείας στον εγκέφαλο.
Όπως εξηγεί ο Δρ Ayush Batra, αναπληρωτής καθηγητής Νευρολογίας και Παθολογίας στην Ιατρική Σχολή Feinberg του Northwestern, συνδιευθυντής του NeuroVascular Inflammation Laboratory, η σύγχρονη αντιμετώπιση του εγκεφαλικού εστιάζει αποκλειστικά στην αποκατάσταση της αιμάτωσης. «Μια θεραπεία που θα μπορούσε να βοηθήσει τους νευρώνες να ανακάμψουν και ταυτόχρονα να περιορίσει τη βλάβη θα ήταν εξαιρετικά ισχυρή, αλλά μέχρι σήμερα αυτός το “Ιερό Δισκοπότηρο” δεν υπήρχε», σημειώνει. «Η μελέτη μας αυτή είναι ελπιδοφόρα, γιατί μας δείχνει έναν δρόμο για την ανάπτυξη τεχνολογιών που καλύπτουν αυτή την ανεκπλήρωτη ανάγκη».
Ο Samuel Stupp, συν-επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, καθηγητής Υλικών, Χημείας, Ιατρικής και Βιοϊατρικής Μηχανικής και ιδρυτικός διευθυντής του Center for Regenerative Nanomedicine, τονίζει ότι το μεγάλο επίτευγμα είναι η συστηματική χορήγηση και η ικανότητα διέλευσης του αιματοεγκεφαλικού φραγμού. Όπως λέει, αυτό δεν έχει σημασία μόνο για τα εγκεφαλικά επεισόδια, αλλά θα μπορούσε να αξιοποιηθεί και σε τραυματικές εγκεφαλικές κακώσεις ή σε νευροεκφυλιστικές παθήσεις όπως η ALS.
Η μελέτη σχεδιάστηκε ώστε να μιμείται όσο το δυνατόν πιστότερα την πραγματική κλινική αντιμετώπιση ενός ισχαιμικού εγκεφαλικού. Οι ερευνητές πρώτα προκάλεσαν θρόμβωση στον εγκέφαλο των ποντικιών και στη συνέχεια την αποκατέστησαν, όπως ακριβώς γίνεται στους ασθενείς με τη χορήγηση θρομβολυτικών φαρμάκων ή με μηχανική αφαίρεση του θρόμβου. Προηγμένες τεχνικές απεικόνισης σε πραγματικό χρόνο επιβεβαίωσαν ότι τα «μόρια χορευτές» συγκεντρώνονταν στο σημείο της βλάβης.
Σύμφωνα με τον Stupp, η θεραπεία έχει ταυτόχρονα αναγεννητική και αντιφλεγμονώδη δράση. Όταν αφαιρείται ο θρόμβος, επιβλαβή μόρια που είχαν συσσωρευτεί απελευθερώνονται στην κυκλοφορία και προκαλούν πρόσθετη ζημιά, όμως τα δυναμικά πεπτίδια αναπτύσσουν αντιφλεγμονώδη δράση και συγχρόνως βοηθούν στην αποκατάσταση των νευρωνικών δικτύων.
Το μυστικό των «μορίων χορευτών»
Το μυστικό των «μορίων χορευτών» βρίσκεται στη ρύθμιση της συλλογικής τους κίνησης, ώστε να μπορούν να εντοπίζουν και να αλληλεπιδρούν σωστά με τους συνεχώς μεταβαλλόμενους κυτταρικούς υποδοχείς. Με αυτόν τον τρόπο, στέλνουν σήματα που ενθαρρύνουν τα νευρικά κύτταρα να αυτοεπιδιορθωθούν, βοηθώντας για παράδειγμα τις νευρικές ίνες, τους άξονες, να αναπτυχθούν ξανά και να επανασυνδεθούν. Αυτή η ικανότητα του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού να προσαρμόζονται και να ξαναχτίζουν συνδέσεις ονομάζεται πλαστικότητα.
Σε προηγούμενες εφαρμογές, τα μόρια εγχέονταν ως υγρό και στη συνέχεια σχημάτιζαν ένα τζελ από νανοΐνες που μιμείται τη δομή της εξωκυττάριας μήτρας του νωτιαίου μυελού. Στη νέα μελέτη, οι επιστήμονες μείωσαν τη συγκέντρωση των υπερμοριακών πεπτιδίων, ώστε να αποφευχθεί τυχόν πήξη στο αίμα. Τα μικρότερα συσσωματώματα μπόρεσαν έτσι να διαπεράσουν ευκολότερα τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και, όταν συγκεντρώθηκαν επαρκώς στον εγκεφαλικό ιστό, σχημάτισαν μεγαλύτερες δομές με ισχυρότερο θεραπευτικό αποτέλεσμα. Για τη συγκεκριμένη εφαρμογή στο εγκεφαλικό, επιλέχθηκε μία από τις πιο δυναμικές εκδοχές της θεραπείας, ακριβώς για να αυξηθούν οι πιθανότητες διέλευσης στον εγκέφαλο.
Όπως επισημαίνει ο Batra, μετά την οξεία αποκατάσταση της αιμάτωσης στον εγκέφαλο ενός ασθενούς, ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός γίνεται τοπικά πιο διαπερατός, δημιουργώντας ένα φυσικό αλλά παροδικό παράθυρο για θεραπευτική παρέμβαση. Όταν αυτό συνδυάζεται με ένα δυναμικό πεπτίδιο που μπορεί να περάσει πιο εύκολα, αυξάνονται δραστικά οι πιθανότητες η θεραπεία να φτάσει ακριβώς εκεί που χρειάζεται.
Τα επόμενα βήματα περιλαμβάνουν μελέτες μεγαλύτερης διάρκειας, για να φανεί αν η θεραπεία βελτιώνει τη μακροπρόθεσμη λειτουργική αποκατάσταση, καθώς πολλοί ασθενείς εμφανίζουν γνωστική έκπτωση μέσα στον χρόνο που ακολουθεί μετά από ένα εγκεφαλικό. Οι ερευνητές θέλουν, επίσης, να εξετάσουν αν μπορούν να ενσωματώσουν επιπλέον αναγεννητικά σήματα στα πεπτίδια, ώστε να ενισχύσουν ακόμη περισσότερο το θεραπευτικό αποτέλεσμα.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Neurotherapeutics, ανοίγοντας τον δρόμο για θεραπείες που δεν περιορίζονται απλώς στη διάσωση ενός ανθρώπου, αλλά στοχεύουν και στη μακροπρόθεσμη αποκατάστασή του. Αν τα ευρήματα αυτά επιβεβαιωθούν και σε μελλοντικές κλινικές δοκιμές, μια απλή ένεση μετά το εγκεφαλικό θα μπορούσε να κάνει τη διαφορά όχι μόνο στο αν κάποιος θα επιβιώσει ή όχι αλλά και στο πώς θα ζήσει μετά.
