مولکول “هوشمند” می تواند با تحلیل استخوان ناشی از شرایط ریزگرانش مقابله کند

نتایج یک ترکیب جدید مهندسی شده در موش‌های آزمایشگاهی ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) برای جلوگیری از تحلیل استخوان ناشی از میکروگرانش، امیدوارکننده بوده است. یک تیم متخصص متشکل از محققان دانشگاه‌های کالیفرنیا، لس آنجلس (UCLA)، موسسه Forsyth در کمبریج و انستیتو ماساچوست، این درمان جدید مبتنی بر “مولکول هوشمند” را توسعه داده‌اند.

طبق یک گزارش رسمی، این ترکیب می‌تواند خطر ابتلا به “تحلیل استخوان شدید ناشی از سفرهای فضایی طولانی مدت و همچنین انحطاط اسکلتی عضلانی در زمین” را کاهش دهد.

توسعه و آزمایش مولکول جدید

در این تحقیق دانشمندان به بررسی ویژگی‌های دارویی پروتئینی به نام “مولکول شبه نل یک” (با نام NELL-1) پرداختند که نقش مهمی در رشد کلی، نگهداری و حفاظت از ساختارهای استخوانی انسان دارد.

در سال‌های اخیر، تلاش‌هایی در میان محققان برای بررسی اهمیت NELL-1 در زیست‌شناسی استخوان با هدف فرمول‌بندی داروهای احیاکننده بالقوه برای شرایط مرتبط با سیستم اسکلتی انجام شده است.

در جدیدترین مطالعه، ظرفیت درمانی NELL-1 از طریق توسعه یک مولکول هوشمند BP-NELL-PEG که قادر است بافت های استخوانی را با دقت مشخص کند، تقویت شد.

این مولکول اصلاح شده بر روی موش هایی که به مدت 9 هفته در ایستگاه فضایی بین المللی در معرض میکروگرانش قرار داشتند، آزمایش شد. در یک آزمایش کنترلی، گروه دیگری از موش ها روی زمین ماندند و درمان مشابهی با BP-NELL-PEG را دریافت کردند.

در ارزیابی کلی، موش های فضایی و زمینی تحت درمان با BP-NELL-PEG، افزایش قابل توجهی در تشکیل استخوان نشان دادند. نکته مهم این است که نه موش‌های حاضر در فضا و نه موش‌های مستقر در زمین، هیچ عواقب ظاهری نامطلوبی برای سلامتی نداشتند.

این پیشرفت ممکن است تأثیر زیادی بر درمان پوکی استخوان شدید و سایر اختلالات مرتبط با استخوان در زمین داشته باشد.

کانگ تینگ، یکی از محققان این مطالعه گفت:

اگر مطالعات انسانی این نتایج را تایید کند، BP-NELL-PEG می‌تواند ابزار امیدوارکننده‌ای برای مبارزه با تحلیل استخوان و زوال اسکلتی عضلانی باشد، به‌ویژه زمانی که تمرینات مقاومتی معمولی به دلیل صدمات یا سایر عوامل ناتوان‌کننده امکان‌پذیر نیست.

کاهش تراکم استخوان در فضا

دانشمندان سالهاست که سخت کار کرده اند تا راه‌حل‌های بالقوه‌ای برای خطرات سلامت استخوان در ارتباط با پرواز فضایی پیدا کنند. مطالعات مختلف مبتنی بر فضانوردان قبلاً نشان داده‌اند که قرار گرفتن طولانی‌مدت در شرایط کم گرانش می‌تواند منجر به کاهش تراکم استخوان شود.

شایان ذکر است که بارگذاری مکانیکی یک فرآیند طبیعی است که روی زمین اتفاق می‌افتد و توده استخوان را کنترل می‌کند. فعالیت‌هایی مانند کشش، وزنه‌برداری، روتین‌های ورزشی و حرکات مختلف، نیروهای فیزیکی و فشار بر استخوان‌ها وارد کرده و روند بازسازی و رشد استخوان را آغاز می‌کنند.

در مقابل، کاهش یا تغییر بار مکانیکی، مانند شرایط ریزگرانش، می‌تواند منجر به از دست دادن استخوان و کاهش تراکم استخوان شود.

این مطالعه اخیر تأکید می‌کند که کاهش بار مکانیکی به دلیل قرارگیری در شرایط ریزگرانش، با سرعتی 12 برابر بیشتر از آنچه معمولاً در شرایط زمینی مشاهده می‌شود، منجر به از دست دادن استخوان خواهد شد.

فضانوردان در ایستگاه فضایی بین‌المللی ممکن است ماهیانه یک درصد تحلیل استخوان را تجربه کنند. این نگرانی قابل توجهی را برای سلامت اسکلتی آنها ایجاد می‌کند، احتمال شکستگی در طول ماموریت های فضایی طولانی مدت را افزایش می‌دهد و به‌طور بالقوه بر سلامت استخوان آنها در مراحل بعدی زندگی پس از بازگشت به زمین تأثیر می‌گذارد.

رویکرد فعلی برای کاهش تحلیل استخوان، بیشتر بر بار مکانیکی ناشی از ورزش برای تقویت رشد استخوان متکی است، اما برای اعضای خدمه‌ای که تا شش ماه در یک محیط ریزگرانشی می‌مانند، مناسب نیست.

یافتن استراتژی‌های درمانی کارآمد برای کاهش تحلیل استخوان بسیار مهم خواهد بود زیرا آژانس‌های فضایی سفرهای طولانی‌تر و دورتری مانند سفرهای مریخ را برنامه‌ریزی می‌کنند و باید از سلامت و ایمنی فضانوردان در طول و پس از مأموریت خود اطمینان حاصل کنند.

چیا سو، نویسنده ارشد این مقاله گفت:

یافته‌های ما نویدبخش آینده اکتشافات فضایی است، به‌ویژه برای مأموریت‌هایی که شامل ماندن طولانی‌مدت در شرایط ریزگرانش است.

نتایج مطالعه جدید در مجله npj Microgravity منتشر شده است.

منبع: Interestingengineering