علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
In lab study, nanoparticle shows promising results for treating severe allergies
(Wayne Lewis – وين لويس)
يمكن للأطعمة غير الضارة عادةً، مثل الحليب والبيض والفول السوداني، أن تجعل من دفاعات الجسم الطبيعية، لواحد من كل ١٣ طفلًا في الولايات المتحدة، تسير في حالة سرعة زائدة.
ويمكن أن تختلف أعراض الحساسية تجاه الطعام بشكل كبير، ولكن في أسوأ الأحوال، يمكن أن تؤدي الاستجابة التحسسية على مستوى النظام إلى الحساسية المفرطة (anaphylaxis)، وهي حالة تهدد الحياة وتتميز بانخفاض مفاجئ في ضغط الدم وصعوبة في التنفس. وعلى الرغم من وجود بعض الإجراءات الوقائية للحساسية المفرطة الناجمة عن الطعام، إلا أنه لا توجد حتى الآن أي حلول طويلة الأمد – علاجات قادرة على حبس الجهاز المناعي في حالة من التحمل، بحيث لا يستجيب لمسببات الحساسية.
وقد قام فريق بحثي بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس مؤخرا بتطوير طريقة ممكنة لإضفاء راحة طويلة الأمد من الحساسية عن طريق إحداث حالة نشطة من التحمل المناعي. وتستخدم هذه التقنية جسيمًا نانويًا – جسيم صغير جدًا لدرجة أنه يقاس بمقياس جزء من المليار من المتر – لإيصال البروتينات إلى خلايا معينة في الكبد. وقد تؤدي هذه البروتينات إلى استجابة حساسية في أعضاء أخرى في الجسم، ولكنها تتسبب في تنشيط الخلايا المستهدفة في الكبد لاستجابة مناعية متسامحة، تعمل على إيقاف الاستجابة التحسسية.
ويشير تقرير عن البحث، نُشر في أي سي اس نانو (ACS Nano) ، إلى أن النظام الأساسي فعال في منع تفاعلات الحساسية تجاه بروتين البيض عند تناوله أو استنشاقه. كما أظهر باحثو جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، أن توصيل قطعة واحدة من البروتين الذي يسبب الحساسية يكفي لتخفيف رد الفعل التحسسي.
“يعاني عدد كبير من الأشخاص من الحساسية الغذائية ، والتي تصل إلى مليارات الدولارات في تكاليف الرعاية الصحية السنوية” كما قال المؤلف المشارك في البحث الدكتور أندريه نل (Andre Nel)، مدير مركز الآثار البيئية لتكنولوجيا النانو في جامعة كاليفورنيا في لوس انجلوس (University of California’s Center for Environmental Implications of Nanotechnology – CEIN) ومدير معهد كاليفورنيا لأنظمة النانو (California NnoSystems Institute) في نفس الجامعة. وأضاف: “في العادة، يتم علاج الربو والحساسية المفرطة بحقنة إبي-بين (EpiPen) وكذلك الأدوية المضادة للالتهابات والمثبطة للمناعة التي توفر راحة مؤقتة فقط، ولكي تختفي المشكلة على المدى الطويل، فإننا نبحث في الكبد لإعادة برمجة جهاز المناعة إلى حالة مستدامة من عدم الاستجابة”.
والكبد هو عضو يتمتع بامتياز مناعي، مما يعني أنه مبرمج على عدم الاستجابة للبروتينات الغريبة التي تسمى المستضدات، والتي يمكن أن تسبب ردود فعل تحسسية أو حساسية مفرطة في أماكن أخرى من الجسم. وتحفز المنصة – التي طورها البروفيسور نيل وزملاؤه – الكبد على إنتاج الخلايا التائية التنظيمية (Regulatory T Cells) ، وهي خلايا في الجهاز المناعي يمكن أن تنتقل إلى كل مكان في الجسم، لتهدئة استجابات الحساسية لمسببات الحساسية الغذائية.
وذكر البروفيسور نل، وهو أيضًا أستاذ متميز في الطب وعلم المناعة في جامعة كاليفورنيا في لوس انجلوس، أن فكرة استهداف الكبد جاءت من ملاحظة مثيرة للاهتمام من مجال طب زراعة الأعضاء. وأضاف: “إذا زرع الأطباء كلية، فعليهم أن يبذلوا الكثير من الجهد المناعي لتجنب الرفض، ولكن إذا قاموا بزرع كلية بالإضافة إلى كبد، فإن القليل جدًا من كبت المناعة ضروري لحماية الكلى لأن الكبد يفعل ذلك؛ سر الكبد هو توليد الخلايا التائية المنظمة التي تحمي الكلى من رفض المناعة”.
وفي إحدى التجارب، قارن علماء جامعة كاليفورنيا في لوس انجلوس نظامهم الأساسي بنهج آخر قائم على الجسيمات النانوية يتم تقييمه حاليًا في التجارب السريرية. وفي هذه التكنولوجيا، التي طورها علماء في جامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومرخص لهم من قبلهم، تتم إعادة برمجة الخلايا التي تقدم مسببات الحساسية للجهاز المناعي في جميع أنحاء الجسم لإيقاف الاستجابات المناعية المفرطة.
وفي اختبارهم، عالج باحثو جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس مجموعات من الفئران بحقنتين بفاصل أسبوع واحد لمقارنة الجسيمات النانوية التي تستهدف الكبد بعدة إصدارات من نهج جامعة هارفارد – معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ثم تم توعية الفئران تجاه بروتين البيض بطريقة تجعله يتسبب في ظهور أعراض تشبه أعراض الربو في ظل الظروف العادية. وبعد أربعة أسابيع من الحقنة الثانية، عُرِّضت الفئران لمسببات الحساسية عن طريق الاستنشاق.
ووجد العلماء أن الجسيمات النانوية التي تستهدف الكبد، والتي تحتوي على مسببات حساسية البيض، تولد الخلايا التائية التنظيمية المُبَرمجة لتثبيط الاستجابة التحسسية لبروتين البيض، وأنها كانت بنفس فعالية نهج جامعة هارفارد – معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الحد من التهاب الحساسية في الرئتين.
وفي تجربة ثانية باستخدام الفئران، وجد الفريق أن توصيل أجزاء معينة من بروتين البيض مع الجسيمات النانوية التي تستهدف الكبد يعزز القدرة على التحمل المناعي، وكان ذلك أفضل من التوصيل المستهدف للبروتين بأكمله.
واستخدمت تجربة ثالثة نموذج فأر يعاني من الحساسية المفرطة الناتجة عن تناول نفس بروتين البيض. وقارن الباحثون الفئران بحساسية الطعام التي لم تتلق أي علاج، والفئران التي تم علاجها مسبقًا بحقن من الجسيمات النانوية التي تحتوي على بروتين البيض بالكامل وفئران حساسة تمت معالجتها مسبقًا بحقن جزء معين من البروتين. وأظهرت الفئران التي تلقت الجسيمات النانوية التي تحتوي على البروتين الكامل وتلك التي تلقت الجسيمات النانوية التي تحتوي على الجزء انخفاضًا كبيرًا في الاستجابات المهددة للحياة لمسببات الحساسية، مثل انهيار الدورة الدموية مما تسبب في انخفاض درجة حرارة الجسم.
وقال المؤلف الأول للبحث كي ليو (Qi Liu)، وهو باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا في لوس انجلوس: “إن هذه النتائج مثيرة للغاية، وقد أظهرت دراساتنا الأولية أن الجسيمات النانوية لدينا يمكن أن تستهدف الخلايا في الكبد بنجاح وتنتج خلايا تائية تنظيمية لتخفيف الالتهاب في الشعب الهوائية، وأظهرت هذه التجارب أن المنصة فعالة أيضًا ضد الحساسية الغذائية”.
ويخطط العلماء لاستكشاف الحالات الأخرى التي يمكن معالجتها من خلال نهجهم الجديد. وقال المؤلف المشارك الدكتور تيان اكسيا (Tian Xia)، أستاذ الطب المشارك بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس وعضو مركز الآثار البيئية لتكنولوجيا النانو (CEIN) : “يمكن أن تكون هذه المنصة ذات قيمة في علاج أنواع الحساسية الأخرى أو أمراض المناعة الذاتية، مثل مرض السكري من النوع الأول أو الذئبة أو التهاب المفاصل الروماتويدي”. وأضاف: “في النهاية، هدفنا هو مساعدة الناس”.
*تمت الترجمة بتصرف
المصدر:
https://phys.org/news/2021-01-lab-nanoparticle-results-severe-allergies.html
لمزيد من المعلومات: كي ليو (Qi Lou) وآخرون، Antigen- and Epitope-Delivering Nanoparticles Targeting Liver Induce Comparable Immunotolerance in Allergic Airway Disease and Anaphylaxis as Nanoparticle-Delivering Pharmaceuticals, ACS Nano (2020). DOI: 10.1021/acsnano.0c09206
