חוקרים ממכון וויס להנדסה בהשראה ביולוגית באוניברסיטת הרווארד מדווחים שהם הצליחו לשים בהצלחה ראשנים של Xenopus laevis צפרדעים נכנסות למצב עייפות דמוי תרדמה באמצעות דונפזיל (DNP), תרופה שאושרה על ידי ה-FDA לטיפול באלצהיימר. הצוות השתמש בעבר בתרופה אחרת, SNC80, כדי להשיג תוצאות דומות בראשנים ולשפר את ההישרדות של לב יונקים שלמים לצורך השתלות, אך SNC80 אינו מאושר לשימוש קליני בבני אדם מכיוון שהוא עלול לגרום להתקפים. לעומת זאת, DNP כבר נמצא בשימוש במרפאה, כלומר, ניתן להשתמש בו במהירות לשימוש במצבי חירום כדי למנוע פגיעה בלתי הפיכה באיברים בזמן שאדם מועבר לבית חולים.
קירור גופו של מטופל כדי להאט את התהליכים המטבוליים שלו שימש כבר זמן רב במסגרות רפואיות כדי להפחית פציעות ובעיות ארוכות טווח ממצבים חמורים, אבל זה יכול להיעשות רק בבית חולים עם משאבים טובים. השגת מצב דומה של 'ביוסטזיס' עם תרופה שניתן בקלות כמו DNP עשויה להציל מיליוני חיים מדי שנה".
מייקל סופר, Ph.D., שותף למחקר ומנהל, אימונו-חומרים, מכון ויס
מחקר זה, שפורסם היום ב ACS Nanoנתמכה כחלק מתוכנית DARPA Biostasis, המממנת פרויקטים שמטרתם להאריך את הזמן לטיפול רפואי מציל חיים, המכונה לעתים קרובות "שעת הזהב", בעקבות פציעה טראומטית או זיהום חריף. מכון Wyss משתתף בתוכנית הביוסטזיס מאז 2018 והשיג מספר אבני דרך חשובות במהלך השנים האחרונות.
באמצעות שילוב של אלגוריתמים חזויים של למידת מכונה ומודלים של בעלי חיים, צוות ה-Biostasis של Wyss זיהה ובדק בעבר תרכובות תרופות קיימות בעלות פוטנציאל להכניס רקמות חיות למצב של אנימציה מושעה. המועמד המוצלח הראשון שלהם, SNC80, הפחית משמעותית את צריכת החמצן (פרוקסי למטבוליזם) הן בלב חזיר פועם והן בשבבי איברים אנושיים, אך יש לו תופעת לוואי ידועה של גרימת התקפים בהזרקה מערכתית.
במחקר החדש הם פנו שוב לאלגוריתם שלהם, NeMoCad, כדי לזהות תרכובות אחרות שהמבנים שלהן דומים ל-SNC80. המועמד העליון שלהם היה DNP, שאושר מאז 1996 לטיפול באלצהיימר.
"מעניין, מינוני יתר קליניים של DNP בחולים הסובלים ממחלת אלצהיימר נקשרו עם ישנוניות וקצב לב מופחת – תסמינים שהם דמויי פיתול. עם זאת, זהו המחקר הראשון, למיטב ידיעתנו, המתמקד במינוף ההשפעות הללו. התגובה הקלינית העיקרית, ולא כתופעות לוואי", אמרה המחברת הראשונה של המחקר מריה פלאזה אוליבר, Ph.D., שהייתה פוסט-דוקטורט במכון וייס בעת ביצוע העבודה.
הצוות השתמש X. laevis ראשנים כדי להעריך את ההשפעות של DNP על אורגניזם חי שלם וגילו שהוא אכן גרם בהצלחה למצב דמוי פיתול שיכול להתהפך כאשר הסם הוסר. עם זאת, נראה שהתרופה גרמה לרעילות מסוימת והצטברה בכל רקמות החיות. כדי לפתור את הבעיה הזו, החוקרים כיסו DNP בתוך ננו-נשאי שומנים וגילו שהדבר גם הפחית את הרעילות וגם גרם להצטברות התרופה ברקמת המוח של החיות. זוהי תוצאה מבטיחה, שכן ידוע שמערכת העצבים המרכזית מתווך תרדמת חורף ועייפות גם אצל בעלי חיים אחרים.
למרות ש-DNP הוכח כמגן על נוירונים מפני מתח מטבולי במודלים של מחלת אלצהיימר, הצוות מזהיר כי נדרשת עבודה נוספת כדי להבין בדיוק כיצד הוא מתעוות, כמו גם להגדיל את הייצור של ה-DNP המובלע לשימוש בבעלי חיים גדולים יותר, ואולי , בני אדם.
"דונפזיל נמצא בשימוש ברחבי העולם על ידי מטופלים במשך עשרות שנים, כך שתכונותיו ושיטות הייצור שלו מבוססות היטב. ננו-נשאי ליפידים הדומים לאלו בהם השתמשנו מאושרים כעת לשימוש קליני ביישומים אחרים. מחקר זה מדגים כי גרסה מובלעת של התרופה. תרופה עשויה לשמש בעתיד כדי לקנות למטופלים זמן קריטי לשרוד פציעות ומחלות הרסניות, וניתן יהיה לגבש אותה בקלות וליצור אותה בקנה מידה בקנה מידה קצר בהרבה מתרופה חדשה", אמר הסופר הבכיר דונלד אינגבר, MD. Ph.D. אינגבר הוא המנהל המייסד של מכון ויס, ה יהודה פולקמן פרופסור לביולוגיה של כלי דם בבית הספר לרפואה של הרווארד ובבית החולים לילדים של בוסטון, והפרופסור של Hansjörg Wyss להנדסה בהשראה ביולוגית בבית הספר להנדסה ולמדעים יישומיים של ג'ון א. פולסון בהרווארד.
