صمم باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بأميركا، غراءً حيوياً، مستوحى من المادة اللاصقة التي تستخدمها قشريات «البرنقيل» التي تعيش بالمياه المالحة للتشبث بالصخور.
وقال الباحثون في دراسة نشرتها دورية «نيتشر بيوميديكال إنجينيرينغ» أول من أمس، إن الغراء الجديد يمكنه إغلاق الجروح بسرعة عن طريق سد الأنسجة المصابة ووقف النزيف، حيث يلتصق بالأسطح حتى عندما تكون مغطاة بالدم، ويشكل ختماً محكماً في غضون 15 ثانية، وهو ما يوفر طريقة أكثر فاعلية لعلاج إصابات الجنود في الحروب ولاعبي كره القدم، وللمساعدة في السيطرة على النزيف أثناء الجراحة.
وعادةً ما تُستخدم الغرز بشكل شائع لسد الجروح، لكن وضع الغرز في مكانها عملية تستغرق وقتاً طويلاً ولا يمكن عادة إجراؤها أثناء حالة الطوارئ، كما يحدث مثلاً في الحروب، حيث يعتبر فقدان الدم السبب الرئيسي للوفاة بين جنود الجيوش بعد الإصابة المؤلمة، وهو ثاني سبب رئيسي للوفاة بعد الإصابة المؤلمة بين عامة السكان.
وسبق لفريق معهد ماساتشوستس العمل على تقديم بديل حيوي في عام 2019 مستوحى من المادة اللاصقة التي تستخدمها العناكب لالتقاط فرائسها في الظروف الرطبة، يشتمل على عديدات السكاريد المشحونة التي يمكنها امتصاص الماء من السطح على الفور؛ مما يؤدي إلى التصاق الغراء بشكل أفضل ولكن ليس مثالياً؛ لأن الجروح المطلوب سدها لا تكون رطبة فقط، ولكن متسخة أيضاً، وهذا قد يضعف من عملية الالتصاق. وللوصول إلى وضع مثالي للالتصاق، استلهم الباحثون غراء الأنسجة الجديد من العالم الطبيعي أيضاً، وهذه المرة، ركزوا انتباههم على البرنقيل، وهي قشريات صغيرة تلتصق بالصخور وأجسام السفن وحتى الحيوانات الأخرى مثل الحيتان، وهذه الأسطح مبللة وغالباً ما تكون متسخة، وهي ظروف تجعل الالتصاق صعباً.
وكشف تحليل الباحثين لصمغ البرنقيل، عن أن له تركيبة فريدة، حيث تعلق جزيئات البروتين اللزجة التي تساعده على الالتصاق بالأسطح في زيت يطرد الماء وأي ملوثات موجودة على السطح؛ مما يسمح للبروتينات اللاصقة بالالتصاق بقوة بالسطح.
وقلد فريق ماساتشوستس هذا الصمغ باستخدام بوليمر يسمى «حمض الأكريليك» مدمج مع مركب عضوي يسمى «NHS ester» الذي يوفر الالتصاق، مع الشيتوزان ونسبة من سكر لتقوية المادة، وجمّد الباحثون صفائح من هذه المادة، وطحنوها إلى جزيئات دقيقة، ثم علقوا تلك الجسيمات في زيت السيليكون الطبي.
ويقول هيونو يوك، الباحث الرئيسي بالدراسة في تقرير نشره المعهد الإلكتروني لمعهد ماساتشوستس بالتزامن مع نشر الدراسة «عندما يُوضع الغراء الناتج على سطح مبلل مثل الأنسجة المغطاة بالدم، فإن الزيت يصد الدم والمواد الأخرى التي قد تكون موجودة؛ مما يسمح للجسيمات الدقيقة اللاصقة بالتشابك وتشكيل ختم محكم على الجرح، وأظهرنا في الاختبارات التي أجريت على الفئران نجاحه في سد الجروح خلال 15 إلى 30 ثانية من وضع الغراء».
دراسة: كتل بروتينية سامة وراء تطور مرض ألزهايمر
نشر موقع “ميديكال إكسبريس” الطبي المتخصص نتائج دراسة أجراها باحثون من جامعة “هاينرش هاينه” في دوسلدورف الألمانية مع شركاء من مستشفى كولونيا، أفادت بأن تجمعات صغيرة من البروتينات المعروفة باسم Ab oligomers يعتقد أنها وراء السبب الرئيسي لتطور مرض ألزهايمر.
وحسب الموقع، لم يتضح بعد أين وتحت أي ظروف تتشكل هذه التراكمات السامة؛ فقد وجد الباحثون أن البيئة الحمضية قليلا تساعد على هذا التطور؛ ففي هذه البيئة تتشكل الأوليغومرات أسرع بنحو 8 آلاف مرة من الأس الهيدروجيني المحايد، حسبما كتب أحد العلماء في مجلة Nature Communications؛ إذ يمكن العثور على مثل هذا الانخفاض الطفيف في درجة الحموضة ببعض البنى التحتية للخلايا العصبية.
ولم يتم بعد فهم الأسباب الدقيقة لمرض ألزهايمر بشكل كامل على الرغم من البحث المكثف. ولعقود من الزمان كان هناك تركيز على رواسب البروتين المميزة في أدمغة مرضى ألزهايمر التي يمكن رؤيتها بوضوح باستخدام المجهر. واليوم، يركز الباحثون بدلا من ذلك على “الأقارب الأصغر” لهذه الرواسب كأوليغومرات؛ وهي أيضا تراكمات من ببتيد أميلويد بيتا (AB)، ولكن على نطاق أصغر بكثير تشتمل عادة على وحدات قليلة فقط.
جدير بالذكر لا يعد ببتيد بيتا النشواني أو كما يعرف ببتيد أميلويد بيتا (Ab) ضارا بحد ذاته لأنه موجود ايضا لدى الأصحاء. فيما تميل هذه المواد إلى التجمع في هياكل سامة عندما تتعطل عمليات التمثيل الغذائي بالدماغ.
وفي هذا الاطار، يُنظر إلى العمليات الكيميائية الحيوية التي تحفز هذه القسيمات السامة على أنها سبب مرض ألزهايمر؛ ومع ذلك فمن غير الواضح أين وكيف تتشكل هذه الوحدات القليلة.
ولم يكن من الممكن حتى الآن تكرار العملية بالمختبر في ظل ظروف واقعية، وان وكميات ببتيد أميلويد بيتا (bb) المطلوبة للقيام بذلك أعلى بكثير من تلك التي يمكن اكتشافها في سائل الدماغ.
وفي الدراسة الجديدة تمكن الباحثون من إظهار أن تطوير الأوليغومرات يعتمد بشكل كبير على قيمة الأس الهيدروجيني. وفي الظروف الحمضية قليلا تتشكل أسرع بـ 8 آلاف مرة من قيمة الأس الهيدروجيني المحايدة؛ حيث تقدم تفسيرات لسوء توزيع البروتين؛ ومن خلالها تمكن الباحثون من إثبات وجود صلة بين أوليغومرات أميلويد بيتا السامة وميزة أخرى لمرض ألزهايمر. فبعد إضافة أوليغومرات أميلويد بيتا لاحظ الباحثون توزيعا خاطئا لبروتين تاو داخل الخلايا العصبية. وبروتين تاو هو بروتين ثان يرتبط ارتباطا وثيقا بتطور مرض ألزهايمر، ويمكن أن يؤدي حدوثه في الأماكن الخاطئة إلى اضطرابات في نشاط الخلايا العصبية وهيكلها.
من جانبه، يقول هانز زيمبل من مستشفى جامعة كولونيا ان “توفر النتائج التي تم الحصول عليها أساس لاكتساب فهم أفضل للخصائص الخاصة وتأثير مجاميع البروتين المهمة هذه”. وسيساعد في تطوير استراتيجيات التشخيص والعلاج التي تستهدف على وجه التحديد الأوليغومرات.
