ברחבי העולם, יותר מ-1.5 מיליארד אנשים סובלים ממחלת כבד כרונית. המרכז האמריקאי לבקרת מחלות ומניעתן מדווח כי הוא הורג יותר מ-52,000 אנשים בשנה בארצות הברית לבדה – סיבת המוות התשיעית בשכיחותה במדינה.
למרות ההשפעה המשמעותית הזו על החברה, מחלת כבד הקשורה לאלכוהול (ARLD) נותרה ברובה ללא מענה על ידי מחקר רפואי. חוקרת אוניברסיטת טקסס A&M, ד"ר ג'יותי מנון, שואפת לשנות זאת באמצעות טיפול חדש ומבטיח שהיא מפתחת. ממצאיה פורסמו לאחרונה ב חומרים ביו.
"מחלות כבד מתגברות במהירות ברחבי העולם, וקיים סיכון משמעותי שהן יתקדמו לאט למצבים מסוכנים יותר כמו סרטן", אמר מנון, פרופסור חבר במחלקה להנדסה ביו-רפואית. "היכולת להשתמש בטכנולוגיות שלנו כדי לפתח פתרונות יעילים נגד התקדמות זו היא מה שמניע אותי ומניע את המחקר הזה."
בעוד שהטיפולים הנוכחיים עבור ARLD מתמקדים בהפסקת אלכוהול ובתרופות אנטי דלקתיות, מנון ושותפי הפעולה שלה באוניברסיטת רוד איילנד נוקטים בגישה הרבה יותר ממוקדת. הם פיתחו ננו-חלקיקים מיקרוסקופיים שקטנים פי אלף מקוטר שערה אנושית. ננו-חלקיקים בטוחים ומתכלים אלה יכולים לחפש ולהיצמד לתאי כבד פגומים. על ידי קשירה לתאים, חלקיקי הננו מסייעים למנוע מהם לתדלק את התקדמות המחלה.
בבני אדם בריאים, הכבד הוא איבר טבעי לריפוי עצמי, המסוגל לשקם את רוב תפקודו גם כאשר 70% עד 80% נפגעו. חלק מרכזי בתהליך ריפוי זה כרוך בתאי חיסון הנקראים תאי קופפר המגנים על הכבד מפני זיהום וחומרים מזיקים. בכבד בריא, הם גם מייצרים חלבונים המעודדים תגובה אנטי דלקתית בתאי כבד אחרים.
במצבי כבד כרוניים, כאשר הנזק לכבד מתקדם ומתרחשת פגיעה חוזרת ונשנית, נפגעים גם תפקודי התיקון העצמי של האיבר. לאחר מכן, הכבד מתחיל להזיק לעצמו ללא כוונה. תאי קופפר, שנלחמו בעבר בדלקת, מתחילים לשחרר אותות חלבוניים עם אפקט הפוך – הגברת הדלקת ועידוד תאי כבד אחרים ליצור רקמת צלקת בתהליך הנקרא פיברוזיס.
התוצאה היא אי תפקוד איברים מסכן חיים ואף סרטן כבד קטלני.
הננו-חלקיקים של מעבדת מנון מתוכננים כדי לעצור את התהליך המזיק הזה. פני השטח שלהם מתוכננים לזהות ולהיקשר באופן סלקטיבי לחלבון המצוי רק בתאי קופפר בכבד, מה שמאפשר להם להימנע מסוגי תאי כבד אחרים. חלבון זה מתפקד כקולטן בממברנת התא, קולט אותות כימיים ומעורר התנהגויות תאים בתגובה. כאשר הוא מופעל על ידי ציפוי הננו-חלקיק, הוא מקדם התנהגות מועילה ואנטי דלקתית בתאי קופפר במקום להגביר את הדלקת וההצטלקות. הננו-חלקיקים גם משחררים טיפולים אנטי דלקתיים כשהם מתפרקים, ומספקים תרופה ישירות לתאים הזקוקים לה ביותר.
"במקום ללכת על התאים שמייצרים את רקמת הצלקת, אנחנו הולכים צעד אחד מאחור ומכוונים לתאי קופפר עצמם כדי שנוכל למנוע מהם לעורר תאים אחרים בכבד ולגרום להתקדמות הפיברוזיס הזו", אמר מנון.
התוצאה גדולה בהרבה מסכום חלקיה.
"למרכיבים האישיים בפני עצמם לא הייתה השפעה טיפולית רבה", אמר מנון. "אבל כשנתנו את הניסוח הסופי שלנו עם הכל ביחד, זה הפחית את הדלקת ואת היווצרות טיפות שומנים שנראו עקב הצטברות שומן בכבד. זה היה השילוב של כל הדברים האלה שבעצם השפיע".
להגיע לנקודה זו לא היה קל. מכיוון שהצוות של מנון הוא אחד הראשונים שניסו סוג זה של גישה, לא היה מחקר קודם להישען עליו.
"בתור אחת הקבוצות הראשונות שבכלל ניגשו למשהו כזה באמצעות מערכות אספקת תרופות מבוססות ננו-חלקיקים, לא הייתה שום ספרות קודמת שעזרה לנו להבין אילו מחסומים עלולים להיות כשהתחלנו במחקר הזה", אמר מנון. "בפעם הראשונה שהצלחנו לאשר שחלקיקים אלה יכולים לכוון לתאי קופפר, זה היה מאוד מרגש עבורנו".
בעוד שמנון מתמקדת כיום במחלת כבד הקשורה לאלכוהול, לטיפולים בננו-חלקיקים שלה יש יישומים הרבה יותר רחבים. ננו-חלקיקים ממוקדים יכולים להיות העתיד של טיפול במחלות בחלקים רבים של הגוף.
"מה שיצרנו הוא עבודה ראשונית מאוד מבטיחה שמראה שפורמולציה זו יכולה למקד באופן סלקטיבי לאוכלוסיית תאים ספציפית בכבד כדי לספק טיפולים ויכולה להיות בעלת השפעה משמעותית על הטיפול ב-ARLD כרוני", אמרה. "הניסוחים שלנו מגוונים, כך שניתן להתאים אותם או לשנות אותם לטיפול בסוגים אחרים של דלקת ופיברוזיס באיברים אחרים."
