به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، بیماران مبتلا به آسیب نخاعی (SCI) می‌توانند از درمان آینده برای ترمیم اتصالات عصبی با استفاده از نورقرمز و مادون قرمز نزدیک بهره ببرند. این روش که توسط دانشمندان دانشگاه بیرمنگام انگلستان اختراع شده و توسط دانشگاه بیرمنگام اینترپرایز ثبت شده است، شامل ارسال نور به محل آسیب دیده است.

ترمیم با فوتون

آسیب نخاعی (SCI) علت ناتوانی عمیق و مادام العمر، به ویژه در جوانان است. در سرتاسر جهان، سالانه بیش از 900000 آسیب جدید وجود دارد که هزینه هر مورد به طور متوسط 1.4 میلیون دلار است. چنین صدماتی، اغلب ناشی از سقوط، تصادفات جاده‌ای یا تصادفات ورزشی، می تواند منجر به ناتوانی‌های دائمی از جمله از دست دادن عملکرد حرکتی و حسی، درد نوروپاتیک، و از دست دادن مثانه، روده و عملکرد جنسی شود.  این علائم اغلب به دلیل ناتوانی ذاتی دائمی هستند. گزینه‌های درمانی برای ترویج ترمیم و بهبودی CNS پس از آسیب بسیار محدود است. تا کنون مزایای محدودی نسبت به بسیاری از مکانیسم‌های پاتوفیزیولوژیکی مورد نیاز برای ترویج ترمیم موثر پس از آسیب ارائه کرده است. Photobiomodulation (PBM) کاربرد نور برای اهداف درمانی است. 8 PBM اساساً با جذب فوتون توسط گیرنده نوری زنجیره انتقال الکترون، سیتوکروم C اکسیداز در سطح میتوکندری عمل می‌کند. این منجر به مدولاسیون می‌شود. پتانسیل غشای میتوکندری، کاهش تولید گونه‌های اکسیژن فعال، و افزایش در دسترس بودن آدنوزین تری فسفات از طریق مکانیسم‌های تعریف‌نشده، این فرآیند آغازگر میتوکندری، مسیرهای مطلوب پایین‌دستی متعددی را آغاز می‌کند که همزمان با تحریک مجدد عصبی، آپوپتوز، آسیب‌های عصبی، و التهاب عصبی را کاهش می‌دهد. ادبیات قبلی در مورد کاربردهای درمانی PBM شواهدی را مبنی بر اثربخشی آن در انواع کاربردهای موضعی (درماتولوژیک یا خوراکی) ایجاد کرده است، که در آن تجویز فوتون‌ها با دوز اندازه‌گیری شده می‌تواند با دقت به دلیل مستقیم به دست آید. فراتر از این، علاقه فزاینده‌ای به استفاده از PBM در آسیب شناسی ساختارهای تشریحی عمیق‌تر، از جمله CNS به ویژه به عنوان درمانی برای آسیب عصبی مانند آسیب مغزی تروماتیک (TBI) وجود دارد. آخرین تحقیقات محققان که در مجله Bioengineering and Translational Medicine منتشر شده است، دوز بهینه را برای این رویکرد درمانی جدید تعیین کرده است و نشان داده است که می‌تواند پیشرفت‌های درمانی قابل توجهی از جمله بازسازی قابل توجه حس و حرکت، و بازسازی سلول‌های عصبی آسیب دیده را ارائه دهد.

بررسی و نتیجه

محققان از مدل‌های سلولی SCI برای تعیین فرکانس و مدت نور مورد نیاز برای دستیابی به حداکثر بازیابی عملکرد و تحریک رشد مجدد سلول‌های عصبی استفاده کردند. آنها دریافتند که تحویل نور قرمز در طول موج 660 نانومتر به مدت یک دقیقه در روز، زنده ماندن سلول (اندازه گیری تعداد سلول‌های زنده) را تا 45 درصد در طول پنج روز درمان افزایش می‌دهد. به طرز هیجان‌انگیزی، این جنبه از مطالعه نشان داد که اثر نور 660 نانومتری هم محافظت کننده عصبی است، به این معنی که بقای سلول‌های عصبی را بهبود می‌بخشد و هم بازسازی کننده عصبی، به این معنی که رشد سلول‌های عصبی را تحریک می کند. محققان همچنین تأثیر نور درمانی را در مدل‌های بالینی SCI بررسی کردند. در اینجا آنها از دو روش مختلف استفاده کردند، یک دستگاه کاشتنی و زایمان از طریق پوست، جایی که منبع نور در مقابل پوست قرار می‌گیرد. مطالعه آنها نتایج قابل مقایسه ای را برای هر دو روش زایمان نشان داد، با دوز یک دقیقه‌ای نور 660 نانومتری، روزانه به مدت هفت روز تحویل داده شد، که منجر به کاهش اسکار بافتی در محل آسیب و بهبود عملکردی قابل توجهی شد. محققان همچنین کاهش قابل توجهی در حفره‌ها و جای زخم و همچنین افزایش سطح پروتئین‌های مرتبط با بازسازی سلول‌های عصبی و بهبود اتصالات بین سلول‌ها در ناحیه آسیب دیده ستون فقرات را دریافتند. این اولین باری است که انتقال نور از طریق پوست و مستقیم در SCI مقایسه می‌شود و نتایج یک نقطه عطف برای محققان است، که قبلاً بودجه بیشتری دریافت کرده‌اند و در حال برنامه‌ریزی برای توسعه یک دستگاه کاشتنی برای استفاده در انسان‌های مبتلا به SCI هستند. در حال حاضر هیچ رویکردی وجود ندارد که سلول‌ها را حفظ کند یا عملکرد عصبی را بهبود بخشد. نویسنده اول این مطالعه و کارشناس جراحی مغز و اعصاب توضیح دادند که جراحی پس از آسیب نخاعی رایج است، اما در حال حاضر این عمل‌ها فقط با هدف تثبیت آسیب‌های استخوان‌های ستون فقرات که در اثر ضربه آسیب دیده‌اند انجام می‌شود. این می‌تواند به جراحان این فرصت را بدهد که در طول همان عمل، دستگاهی را کاشت کنند که می‌تواند به محافظت و ترمیم خود نخاع کمک کند. برای اینکه نور درمانی برای درمان SCI در انسان عملی شود، به یک دستگاه قابل کاشت نیاز است، برای ایجاد خط دید برای بافت آسیب دیده و ایجاد فرصت برای دقت بیشتر و استاندارد کردن دوز بدون امپدانس به دلیل ضخامت پوست و سایر بافت‌های اطراف نخاع. Photobiomodulation (PBM) ممکن است یک رویکرد درمانی مناسب با استفاده از نور قرمز یا نزدیک به مادون قرمز برای ارتقاء بهبودی پس از SCI با کاهش التهاب عصبی و جلوگیری از آپوپتوز عصبی ارائه دهد. هدف مطالعه فعلی این تحقیق بهینه‌سازی رژیم‌های دوز PBM و توسعه و تایید اثربخشی PBM تهاجمی است.

درباره نور درمانی

در این مطالعه، محققان از نوعی نور درمانی به نام photobiomodulation (PBM) استفاده کردند که هدف آن بهبود بهبود و کاهش التهاب است. شواهد ثابتی برای اثربخشی آن در طیف گسترده‌ای از کاربردهای پوستی و خوراکی وجود دارد، جایی که می‌توان دوز نور اندازه‌گیری شده را با دقت در تحویل مستقیم به بافت به دست آورد. به عنوان مثال، PBM در حال حاضر NICE برای موکوزیت دهان تایید شده است، جایی که نشان داده شده است که زخم‌های ناتوان کننده و التهاب دردناک در دهان ناشی از درمان‌های سرطان را کاهش می‌دهد. در سیستم عصبی مرکزی، PBM به طور گسترده در مدل‌های بالینی بیماری پارکینسون مورد مطالعه قرار گرفته است، جایی که نشان داده شده است که ایمن و موثر است. در SCI، PBM مزایای درمانی خود را با کاهش التهاب ناشی از آسیب، در سلول‌های عصبی، ماکروفاژها (سلول‌های ایمنی) و آستروسیت‌ها ارائه می‌کند. PBM این اثرات را عمدتاً با کار بر روی میتوکندری‌ها به دست می‌آورد که نور فعال هستند و در هر سلول بدن وجود دارند و در آنجا آدنوزین تری فسفات (ATP) تولید می‌کنند که در سلول‌ها به‌عنوان منبع انرژی شیمیایی استفاده می شود. PBM در دسترس بودن ATP را افزایش می‌دهد و این باعث ایجاد مسیرهای متعددی می‌شود که آپوپتوز (مرگ سلولی) ، آسیب عصبی و التهاب عصبی را کاهش می‌دهد و بازسازی نورون‌ها را تقویت می کند.

پایان مطلب./