جلوگیری از لخته‌ شدن خون با کمک یک نانوزیم مصنوعی

به گزارش ایسنا به نقل از آزو نانو، سلول‌های خونی موسوم به «پلاکت» در شرایط عادی معمولا وقتی فعال می‌شوند که رگ خونی آسیب می‌بیند. پلاکت‌ها برای تشکیل لخته‌هایی که از رگ محافظت می‌کنند، به هم می‌پیوندند. این فرآیند موسوم به «خون‌ایستی» یا «هموستاز»(Hemostasis) شامل توالی پیچیده‌ای از فعل و انفعالات پروتئینی است و توسط سیگنال‌های ناشی از مواد شیمیایی مانند «ترومبین» و «کلاژن» آغاز می‌شود.

در بیماری‌هایی مانند کووید-۱۹ یا آمبولی ریه، این مسیرهای سیگنال‌دهی ممکن است به نقص دچار شوند. این امر به افزایش استرس اکسیداتیو و بالا رفتن سطح گونه‌های فعال اکسیژن منجر می‌شود که فعال شدن بیش از اندازه پلاکت‌ها را به همراه دارد. در نتیجه، ممکن است لخته‌های زیادی در رگ‌های خونی شکل بگیرند و به «ترومبوز» منجر شوند که یکی از علل اصلی بیماری و مرگ است.

برای حل کردن این مشکل، گروهی از پژوهشگران «موسسه علوم هند»(IISc) به سرپرستی پروفسور «گووینداسامی موگش»(Govindasamy Mugesh) از گروه فیزیک و شیمی معدنی این موسسه، نانوموادی را ابداع کردند که از آنزیم‌های آنتی‌اکسیدان طبیعی تقلید می‌کنند. این عوامل موسوم به «نانوزیم‌« به تنظیم سطح گونه‌های فعال اکسیژن و جلوگیری از فعال شدن بیش از اندازه پلاکت‌ها کمک می‌کنند و خطر تشکیل بیش از اندازه لخته را کاهش می‌دهند.

پژوهشگران از روش‌های شیمیایی کنترل‌شده برای ایجاد نانومواد فعال در اندازه‌ها، شکل‌ها و ساختارهای گوناگون استفاده کردند. سپس، آنها پلاکت‌ها را از خون انسان استخراج کردند و با استفاده از سیگنال‌های شیمیایی به مرحله فعال رساندند تا بررسی کنند که نانوزیم‌ها با چه کیفیتی از تجمع بیش از اندازه پلاکت‌ها جلوگیری به عمل می‌آورند.

این گروه پژوهشی دریافتند که «نانوزیم‌های کروی پنتوکسید وانادیوم»(V2O5) موثرترین نمونه‌ها هستند. این نانوزیم‌ها از عملکرد «گلوتاتیون پراکسیداز» تقلید می‌کنند که یک آنزیم آنتی‌اکسیدان طبیعی است و استرس اکسیداتیو را کاهش می‌دهد. «شرین جی‌آر»(Sherin GR) دانشجوی مقطع دکتری موسسه علوم هند و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: به دست آوردن شکل خالص نانوزیم با حالت اکسیداسیون مثبت پنج اکسید وانادیوم چالش‌برانگیز بود. این موضوع، مهم بود زیرا حالت اکسیداسیون مثبت چهار برای سلول‌ها سمی است.

موگش گفت: شیمی منحصربه‌فرد فلز وانادیوم بسیار مهم است زیرا واکنش‌های اکسایش-کاهش که سطح گونه‌های فعال اکسیژن را کاهش می‌دهند، روی سطح نانوماده وانادیوم شکل می‌گیرند.

دانشمندان این نانوزیم را در موش‌های مبتلا به آمبولی ریه آزمایش کردند و دریافتند که ترومبوز را کاهش می‌دهد و میزان بقا را بهبود می‌بخشد. همچنین، آنها وزن، رفتار و نشانگرهای خونی حیوانات را به مدت پنج روز پس از درمان تحت نظر داشتند و هیچ اثر مضری را مشاهده نکردند.

داروهایی که در حال حاضر برای درمان ترومبوز استفاده می‌شوند، می‌توانند خطر خونریزی را افزایش دهند. «بیدار شاراثبابو»(Bidare SharathBabu) دانشجوی مقطع دکتری موسسه علوم هند و از پژوهشگران این پروژه گفت: برخلاف داروهای مرسوم که در هموستاز اختلال ایجاد می‌کنند، نانوزیم‌ها به تعدیل سیگنال‌دهی می‌پردازند و به بروز اختلال در لخته شدن طبیعی خون منجر نمی‌شوند. این بدان معناست که نانوزیم‌ها عوارض خونریزی را که نگرانی اصلی درباره درمان‌های کنونی است، به همراه ندارند.

این گروه پژوهشی اکنون قصد دارند بررسی کنند آیا نانوزیم آنها می‌تواند به جلوگیری از سکته مغزی ایسکمیک که در اثر انسداد رگ‌های خونی ایجاد می‌شود نیز کمک کند یا خیر.

آنها گفتند: ما به آزمایش‌های بالینی انسانی امیدوار هستیم زیرا آزمایش‌های خود را با پلاکت‌های انسان انجام داده‌ایم و آنها مؤثر بوده‌اند.

این پژوهش در مجله «Angewandte Chemie» به چاپ رسید.