Ieškoti

Mokslas prie kavos puodelio

Muhamedas Ali, nano medicina ir įveiktas barjeras tarp kraujo ir smegenų


Muhamedas Ali (Muhammad Ali) yra vienas garsiausių kada nors į bokso ringą įžengusių kovotojų. Triskart pasaulio sunkiasvorių čempionas visada buvo įsitikinęs, kad galvos traumos bokso ringe jis nepatirs. Ali manė, kad tūkstančiai galingų smūgių, kuriuos jis turėjo atlaikyti savo karjeros metu, neturėjo paveikti jo smegenų.

Biografinės knygos apie Muhamedą Ali autorius Džonatanas Eigas (Jonathan Eig), nusprendė patikrinti šią boksininko hipotezę - ar tikrai savo karjeros metu jis niekada nejautė jokių neurologinių kovų padarinių? Norėdamas atsakyti į šį klausimą Džonatanas Eigas peržiūrėjo visas Ali kovas ir suskaičiavo, kiek kartų jam buvo smogta į galvą. Skaičius šiurpus - virš dviejų šimtų tūkstančių kartų.

Eigas aiškina, kad tokia buvo Ali kovos taktika, t.y., kovos metu Ali tikėdavosi išvarginti bandantį jį atakuoti priešininką ir vėlesniuose raunduose perimdavo kovos iniciatyvą. Nors ši strategija Ali atsipirko neabejotina sėkme bokso ringe, padariniai jo asmeninei sveikatai akivaizdūs. Eigas teigia, kad dar Ali karjeros laikais, 1971 metais, boksininkas pradėjo jausti pirmuosius smegenų pažeidimo simptomus. Tuo metu jam tebuvo dvidešimt devyneri.



1977- aisiais asmeninis daktaras Ali rekomendavo baigti profesionalaus boksininko karjerą dėl galimos neigiamos įtakos jo sveikatai. Nepaisydamas visų rekomendacijų Ali kovojo iki 1981 - ųjų. Nenuostabu, kad Muhamedui Ali pasitraukus iš sporto, po kelerių metų jam buvo diagnozuoti pirmieji Parkinsono ligos simptomai.


Ali atvejis yra puikus trauminio smegenų sužalojimo (TSS) pavyzdys. Epidemiologai šios ligos paplitimą kartais vadina "tyliają epidemija", nes TSS yra viena dažniausių mirties ir neįgalumą sukeliančių priežasčių. Tūkstančiai vaikų bei jaunų suaugusiųjų patiria TSS sportuodami, autoavarijose, ar karuose. TSS sukelia ilgalaikius neurologinius pažeidimus, atminties sutrikimus, kalbos sunkumus ir paciento elgsenos pokyčius. Ši liga dažnai perauga į chroninę potrauminę encefalopatiją, Alzheimerio ar Parkinsono ligas. Norint suprasti TSS patalogiją, reikia ją analizuoti dviem etapais: pirminę traumą ir antrinę trauma, kuri yra pirminės traumos pasekmė.

Pacientai patiria pirminę trauma, kai galva yra ypač stipriai sutrenkiama – tai gali būti bokso smūgiai, galvos sutrenkimas autoavarijos metu, bombos sprogimo sukeltas sutrenkimas kare. Antraeiliai TSS simptomai pasireiškia dėl pirminės traumos sukelto pažeidimo. Sužalojimas sukelia eilę ląstelių ir molekulių pokyčių, dėl kurių miršta dalis smegenų audinio.


Pagrindinis TSS gydimo būdas yra slauga. Šiuo metu nėra jokių efektyvių gydimo būdų, kurie sutrukdytų antraeiliams smegenų traumos padariniams negrįžtamai paveikti paciento smegenų.

Pagrindinė priežastis, dėl kurios vis dar nerastas efektyvus gydymo būdas, yra tai, kad vaistams yra sunku prasiveržti pro barjerą tarp kraujo ir smegenų (tai ypatingas smulkiųjų kraujagyslių kapiliarų tinklas smegenyse, kuris sudaro barjerą tarp kraujo ir smegenų audinio) (KB). KB yra pusiau pralaidus endotelinių ląstelių "pasienis", kuriame filtruojama, kurias molekules iš kraujo praleisti į smegenis.


Mokslininkai jau seniai žinojo, kas atsitinka atraeilės TSS molekulinių pokyčių sekos metu, bet jie vis nesugebėdavo įveikti KB barjero, nes šis atfiltruodavo potencialius vaistus, kaip galinčius pakenkti smegenims patogenus. Taigi, mokslininkų tikslas buvo aiškus: perduoti vaistus ar kokias kitas terapeutines molekules į paciento smegenis, "prasmunkant" pro barjero tarp kraujo ir smegenų "kontrolę".


Išeitis buvo rasta naudojant nanodaleles, kurios padengia ir taip paslepia vaistą nuo KB. Mokslininkų grupė Brigmo ir moterų ligoninėje (angl. Brigham and Women's Hospital) sukūrė inovatyvią vaistų perdavimo sistemą, kuri naudoja nanodaleles paslėpti "genetinėms žirklėms" (angl. siRNA - small interfering RNA), kurios sustabdo seką pokyčių, peraugančių į Alzheimerio ligą.

Eksperimente atliekamas trauminio smegenų sužalojimo (TSS) modelis su pele. Tai panašu į galvos sutrenkimus, kuriuos patiria žmonės realiame gyvenime. Pelė, kuriai suleista nuskausminamųjų, padedama po stikliniu vamzdžiu, kurio viršuje yra pritaisytas svarmuo. Svarmuo paleidžiamas kristi, o pelė patiria galvos traumą. Po kiek laiko pelei atliekami fiziologiniai ir genentiniai tyrimai, skirti nustatyti, kaip buvo paveiktos pelės smegenys. Pelei suleižiama "genetinių žirklių" preparatų, padengtų nanodalelėmis injekcija. Rezultatai yra tarsi iš mokslinės fantastikos srities.

Pelė, kuriai buvo suleista injekcija su nanodalelėmis, turėjo 50 proc. mažesnę tau baltymo (dalyvaujančio neurodegeneracinių sutrikimų patalogojoje) koncentraciją, nei pelė, kuriai buvo suleista "genetinių žirklių" injekcija be nanodalelių. Tau baltymo susikaupimas paciento smegenyse yra viena iš ankstyvųjų pastebimų Alzheimerio ligos patologijų.



Šio eksperimento rezultatai įrodo, kad medikamentų padengimas nanodalėmis yra ypač efektyvi priemonė "praslysti" pro barjerą tarp kraujo ir smegenų. Mokslininkai ilgus mėnesius eksperimentavo su skirtingomis nanodalelėmis, kurias būtų galima naudoti vaistų padengimui. Šio klinikinio tyrimo rezultatai yra svarbus atradimas, padėsiantis "nusiųsti" vaistus į smegenis gydant neurodegeneracines ligas.


Iki šiol net 30 klinikinių tyrimų, bandant gydyti trauminį smegenų sužalojimą (TSS) baigdavosi nesėkmingai, perėjus į eksperimentavimo su žmonėmis fazę. Ši nanodalelių vaistų pristatymo sistema yra nauja veiksminga išeitis, kuri greitu metu turėtų būti testuojama su žmonėmis. Tyrimą vykdantys mokslininkai teigia, kad šios nanodalelės gali būti panaudotos gydant ir kitas ligas, pavyzdžiui Parkinsono ligą. Šios technologijos ateitis leidžia paspekuliuoti: jei Muhamedas Ali būtų gimęs vėlesniais laikais, galbūt ši terapija jam būtų leidusi mėgautis ilgai užtarnautu poilsiu be jokių boksininko karjeros padarinių. Straipsnį INA vardu parengė Matas Vitkauskas

Šaltiniai: https://www.researchgate.net/publication/221801332_An_experimental_protocol_for_mimicking_pathomechanisms_of_traumatic_brain_injury_in_mice

https://people.com/sports/muhammad-ali-brain-damage-explored-new-book/

https://advances.sciencemag.org/content/7/1/eabd6889

https://www.medsci.org/v14p0494.htm

https://neurosciencenews.com/nanoparticle-bbb-17515/ Iliustracijų šaltiniai: https://people.com/sports/muhammad-ali-brain-damage-explored-new-book/ https://www.researchgate.net/publication/221801332_An_experimental_protocol_for_mimicking_pathomechanisms_of_traumatic_brain_injury_in_mice