مصاحبه زومیت با دکتر شیرین احمدی، پژوهشگر ایرانی سازنده پادزهر نوآورانه برای مارگزیدگی

به تازگی تیمی بین‌المللی از پژوهشگران تحت سرپرستی پروفسور آندریاس اچ لاستسن از دانشگاه فنی دانمارک، پادزهر جدید و وسیع‌الطیفی علیه زهر مارها ساخته‌اند که در آزمایش‌های آزمایشگاهی پتانسیل بسیار بالایی از خود نشان داده است. این کشف که در مجله نیچر گزارش شده است، می‌تواند تحولی چشمگیر در درمان مارگزیدگی رقم بزند.

به منظور ساخت پادزهر جدید، پژوهشگران از آنتی‌بادی‌های نوترکیب استفاده کردند. این آنتی‌بادی‌ها به‌جای اینکه از خون اسب استخراج شوند، به‌صورت صنعتی و در مقیاس بزرگ در باکتری‌ها تولید می‌شوند. این روش علاوه بر کاهش هزینه‌ها، همچنین باعث می‌شود پادزهر بدون نیاز به تزریق مکرر زهر به حیوانات، تولید شود. ویژگی‌های برجسته پادزهر جدید عبارت‌اند از:

• استفاده از لاما برای انتخاب آنتی‌بادی‌ها: به‌جای استفاده از اسب‌ها، تیم تحقیقاتی از لاما (یکی از حیوانات خانواده شتر) برای شناسایی آنتی‌بادی‌های مؤثر استفاده کردند. این انتخاب به دلیل خاصیت ایمنی متفاوت لاما نسبت به اسب‌ها، تأثیر قابل‌توجهی در بهبود کیفیت آنتی‌بادی‌ها داشت.
• پوشش‌دادن زهرهای مختلف: پادزهر جدید قادر است زهر ۱۷ گونه مختلف مار را خنثی کند. از آنجا که سموم بسیاری از مارها شباهت‌های زیادی با یکدیگر دارند، پادزهر نوترکیب ساخته‌شده می‌تواند سم گونه‌های مختلف را به‌طور هم‌زمان خنثی کند.
• کاهش هزینه‌ها و ایمنی بیشتر: از آنجایی که این پادزهر شامل فقط آنتی‌بادی‌های مؤثر است، دوز تزریقی لازم برای درمان کمتر از پادزهرهای فعلی است. این امر نه تنها هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، بلکه ایمنی درمان را نیز بهبود می‌بخشد و خطرات آلرژیک را کاهش می‌دهد.

پادزهر جدید تاکنون فقط در موش‌ها مؤثر بوده است. اما رابرت رون، پزشک و همه‌گیرشناس وزارت بهداشت کنیا در شهرستان بارینگو، یکی از مکان‌های درگیر با مارگزیدگی، در گفتگو با ساینس نیوز بیان داشت که: «علم پشت این تحقیق کاملاً معتبر و مستحکم است. اگر نتایج آزمایش‌ها و پژوهش‌ها در مراحل بعدی نیز طبق پیش‌بینی‌ها پیش برود، پادزهر جدید می‌تواند نقطه عطفی در درمان مارگزیدگی باشد و تحولی چشمگیر در نحوه برخورد با این مشکل بهداشت عمومی ایجاد کند.»

دکتر رون افزود: «پادزهرهای موجود امروزی می‌توانند جان انسان‌ها و اعضای بدنشان را در صورتی که به‌سرعت و به‌درستی تجویز شوند، نجات دهند، اما متاسفانه افراد زیادی که به این درمان نیاز دارند، به‌ندرت به آن دسترسی پیدا می‌کنند. در بخش‌هایی از دنیا، گزش مامبای سیاه یا مار کبرا تقریباً به معنای صدور حکم مرگ است.»

یکی از بزرگ‌ترین مزایای پادزهر جدید، قابلیت استفاده از آن در مناطق مختلف جغرافیایی است. در حال حاضر، پادزهرهای موجود معمولاً فقط برای مارهای خاص یک منطقه خاص مؤثر هستند. اما پادزهر نوآورانه جدید به‌واسطه تنوع سموم پوشش داده‌شده و مهندسی آنتی‌بادی‌ها، می‌تواند به‌عنوان درمانی جهانی برای مارگزیدگی عمل کند.

گروه علمی نیوزلن برای بررسی دقیق‌تر جزئیات کشف اخیر تصمیم گرفت با یکی از پژوهشگران ایرانی مسئول ساخت پادزهر مصاحبه کند. دکتر شیرین احمدی، متخصص برجسته در حوزه مهندسی زیستی و عضو گروه مهندسی زیستی در دانشگاه فنی دانمارک، یکی از اعضای گروهی است که در ساخت پادزهرهای نوآورانه در برابر مارگزیدگی نقش داشته است.

دکتر احمدی که نویسنده نخست مقاله‌ی منتشرشده در ژورنال نیچر است، در گفتگو با نیوزلن، درمورد چالش‌های علمی و فنی که تیم ایشان در مسیر ساخت پادزهر نوین با آن‌ها روبرو بود، نکات جالبی را به اشتراک گذاشت. دکتر احمدی همچنین از تفاوت‌های اصلی این پادزهر جدید با روش‌های درمانی موجود و پتانسیل‌های آن برای بهبود دسترسی به درمان‌های مارگزیدگی در مناطق مختلف دنیا سخن گفت.

چالش‌های اصلی شما در مسیر توسعه این پادزهر نوآورانه چه بود و تیم شما چگونه توانست این مشکلات را برطرف کند؟

دکتر احمدی: یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های ما این بود که می‌خواستیم پادزهری بسازیم که برای گونه‌های زیادی از مارها مؤثر باشد. هر مار می‌تواند از کمتر از ۱۰ تا بیشتر از ۵۰ نوع سم (توکسین) تولید کند و این ترکیب حتی بین مارهای یک گونه هم ممکن است فرق داشته باشد؛ مثلاً بسته به محیط زندگی، نوع غذای مار یا سن آن. بنابراین وقتی هدف ما پوشش دادن چندین گونه از سراسر آفریقا بود، با تنوع بسیار زیاد سموم روبه‌رو بودیم.

اگر می‌خواستیم برای هر سم به‌طور جداگانه آنتی‌بادی بسازیم، باید صدها آنتی‌بادی تولید می‌کردیم که این کار از نظر زمان، هزینه و پیچیدگی فنی امکان‌پذیر نبود. تیم ما برای حل این مشکل از داده‌های موجود درباره توالی پروتئینی سموم استفاده کرد. با بررسی این توالی‌ها متوجه شدیم برخی از سموم در گونه‌های مختلف شباهت زیادی به هم دارند. بنابراین تصمیم گرفتیم به جای تمرکز بر همه سموم، فقط آن‌هایی را هدف قرار دهیم که در میان گونه‌های مختلف بیشترین شباهت را داشتند. در نهایت با استفاده از فناوری نمایش فاژی که برای کشف آنتی بادی‌های نوترکیب به کار می‌رود، موفق شدیم آنتی‌بادی‌هایی پیدا کنیم که بتوانند چند نوع سم مشابه را در گونه‌های مختلف به طور هم‌زمان خنثی کنند. نتیجه این بود که فقط با هشت آنتی‌بادی توانستیم زهر ۱۷ گونه‌ی مختلف مار را بی‌اثر کنیم، یعنی با رویکردی هوشمندانه و هدفمند، مشکل تنوع زیاد سموم را برطرف کردیم.

پادزهر جدید چه تفاوت‌هایی با درمان‌های موجود دارد و به چه صورت می‌تواند روند درمان مارگزیدگی را به طور چشمگیری متحول کند؟

دکتر احمدی: درمان‌های فعلی مارگزیدگی بر پایه‌ی آنتی‌بادی‌هایی هستند که از پلاسمای خون اسب به دست می‌آیند. برای تولید آن‌ها، سم چند گونه مار (که معمولاً در یک کشور یا منطقه خاص زندگی می‌کنند) با هم ترکیب شده و به اسب تزریق می‌شود تا سیستم ایمنی اسب آنتی‌بادی بسازد. سپس این آنتی‌بادی‌ها از خون اسب استخراج می‌شوند و به‌عنوان پادزهر استفاده می‌گردند. این روش با چند مشکل اساسی روبه‌رو است:

• مارگیری و جمع‌آوری سم‌ها کار خطرناک و زمان‌بری است. نگهداری مارهای گرفته شده در مراکز خاص، برای اجتناب از مارگیری‌های مداوم، هم باعث می‌شود ترکیب سم آن‌ها در طول زمان تغییر کند و در نتیجه پادزهر اثرش را از دست بدهد.
• پاسخ ایمنی در اسب‌ها متفاوت است، بنابراین پادزهرهایی که از آن‌ها گرفته می‌شود یکسان نیستند و استانداردسازی درمان دشوار می‌شود.
• تزریق مکرر سم به اسب‌ها از نظر اخلاقی و رفاهی چالش‌برانگیز است و ممکن است باعث درد، عفونت یا کم‌خونی در این حیوانات شود.
• فقط بخش کوچکی از آنتی‌بادی‌ها موجود در سرم اسب واقعاً علیه سم مار عمل می‌کنند (گاهی کمتر از ۱۰ درصد). بنابراین باید مقدار زیادی پادزهر تزریق شود تا اثر درمانی کافی داشته باشد. این موضوع نه‌تنها هزینه درمان را بالا می‌برد، بلکه خطر بروز واکنش‌های آلرژیک شدید، مانند شوک آنافیلاکتیک را نیز افزایش می‌دهد.
• هر پادزهر فقط برای گونه‌های خاصی از مارها در یک منطقه جغرافیایی مؤثر است، بنابراین برای مناطق مختلف باید پادزهرهای متفاوتی تولید شود که کار توزیع و درمان را بسیار پیچیده می‌کند.

پادزهر نسل جدید ما بر پایه‌ی آنتی‌بادی‌های نوترکیب ساخته شده و تقریباً همه‌ی این مشکلات را برطرف می‌کند. در این روش، مارگیری تنها یک بار و فقط برای مرحله‌ی اولیه شناسایی و انتخاب آنتی‌بادی‌ها (با استفاده از فناوری نمایش فاژی) صورت می‌پذیرد. تزریق سم به جانور (در اینجا ما به جای اسب از لاما استفاده کردیم) نیز فقط یک‌بار و به منظور انتخاب آنتی‌بادی‌های مؤثر انجام می‌گیرد. آنتی‌بادی‌ها سپس به‌صورت صنعتی در باکتری‌ها تولید می‌شوند و دیگر نیازی به مار یا اسب نخواهد بود؛ علاوه بر این، همه شیشه‌های پادزهر ترکیب یکسانی از آنتی‌بادی‌ها را دارند.

از آنجا که ترکیب نهایی فقط شامل آنتی‌بادی‌های واقعاً مؤثر است، دوز تزریق کمتر، هزینه پایین‌تر و ایمنی بسیار بیشتر است. ما نشان دادیم این نوع پادزهر می‌تواند سم مارهای مختلف را، مانند گونه‌های گوناگون در قاره آفریقا، خنثی کند، بدون اینکه نیازی به تولید پادزهرهای جداگانه برای هر منطقه باشد. به این ترتیب، درمان مارگزیدگی می‌تواند جهانی‌تر، ایمن‌تر و در دسترس‌تر از همیشه شود.

با توجه به پتانسیل بالای تحقیق شما، گام‌های بعدی در آزمایش و استفاده عملی از این درمان به چه شکل خواهد بود؟

دکتر احمدی: تا کنون ترکیب آنتی‌بادی‌های ما روی موش‌ها آزمایش شده و نشان داده که می‌تواند آن‌ها را در برابر کشندگی و آسیب‌های بافتی ناشی از هفده گونه مختلف مار آفریقایی محافظت کند. این موفقیت گام اول مهمی است و مسیر را برای تحقیقات مشابه روی گونه‌های دیگر مار و مناطق مختلف باز می‌کند. گام بعدی، آزمایش این آنتی‌بادی‌ها در جانوران بزرگ‌تر مانند گوسفند یا خوک است. این حیوانات از نظر سیستم قلبی‌عروقی، بافت‌های پوستی و ماهیچه‌ای و اندازه بدن به انسان نزدیک‌تر هستند و بررسی عملکرد پادزهر در آن‌ها می‌تواند اطلاعات مهمی برای بهینه‌سازی ترکیب نهایی فراهم کند. نتایج این آزمایش‌ها مسیر را برای تست بالینی در انسان هموار می‌کند و ما را قدمی به استفاده عملی از این درمان در افراد قربانی مارگزیدگی نزدیک‌تر می‌سازد.

پادزهرهایی که برای مارگزیدگی‌ها توسعه یافته‌اند معمولاً با چالش‌هایی نظیر محدودیت‌های جغرافیایی و تنوع گونه‌های مارها مواجه هستند. چگونه پادزهر شما این چالش‌ها را مدیریت کرده و آیا می‌توان از آن در انواع مختلف مارها استفاده کرد؟

دکتر احمدی: همان‌طور که به درستی اشاره کردید، پادزهرهای موجود اغلب فقط برای گونه‌های خاص مار در یک منطقه جغرافیایی مؤثر هستند و تنوع زیاد سم‌ها کار توسعه پادزهرهای جامع را دشوار می‌کند. پادزهر ما این چالش را با استفاده از داده‌های توالی پروتیینی و فناوری مهندسی آنتی‌بادی مدیریت می‌کند: ما سموم را به‌گونه‌ای انتخاب کردیم که نماینده‌ی بخش بزرگی از سم‌های مارهای مختلف باشند و آنتی‌بادی‌ها را به‌گونه‌ای مهندسی کردیم که همه‌ی این سم‌ها را پوشش دهند. این رویکرد به ما اجازه می‌دهد پادزهری تولید کنیم که بدون نیاز به استفاده گسترده از حیوانات و تزریق مکرر سم، بتواند گونه‌های مختلف مار را حتی در مناطق جغرافیایی وسیع پوشش دهد.

با توجه به گسترش مشکل مارگزیدگی در کشورهای در حال توسعه، چگونه آینده تحقیق خود را در زمینه ارائه درمان‌های در دسترس و ارزان‌قیمت می‌بینید؟ چه اقداماتی برای تضمین دسترسی گسترده به این پادزهر در مناطق مختلف در حال انجام است؟

دکتر احمدی: درمان‌های مبتنی بر آنتی‌بادی‌های نوترکیب معمولاً پرهزینه هستند، و به همین دلیل تاکنون کمتر برای مشکلاتی مانند مارگزیدگی که بیشتر در کشورهای در حال توسعه رخ می‌دهد ، مورد توجه قرار گرفته‌اند. ما نشان دادیم با انتخاب هوشمندانه‌ی سم‌ها می‌توان به‌جای صدها آنتی‌بادی، تنها با تعداد محدودی آنتی‌بادی سم مارهای زیادی را خنثی کرد. این موضوع به‌طور چشمگیری هزینه توسعه را کاهش می‌دهد. علاوه‌بر‌این، ما از نوع خاصی از آنتی‌بادی‌ها استفاده کردیم که در بدن لاماها ساخته می‌شوند. این آنتی‌بادی‌ها اندازه کوچکتری دارند و می‌توان آن‌ها را به‌راحتی در باکتری‌ها تولید کرد و این روش بسیار ارزان‌تر و ساده‌تر از تولید آنتی‌بادی در سلول‌های پستانداران است. به همین دلیل، این پادزهر می‌تواند در آینده با هزینه‌ای قابل‌قبول در مقیاس بزرگ تولید شود.

درنهایت چنانچه نکته خاصی در خصوص پژوهش شما وجود دارد که به نظرتان مورد توجه قرار نگرفته یا فکر می‌کنید برای خوانندگان جالب و مفید باشد، خوشحال می‌شویم که آن را با ما در میان بگذارید.

دکتر احمدی: یکی از نکات مهمی که شاید کمتر به آن پرداخته می‌شود، بُعد انسانی این پژوهش است. مارگزیدگی هنوز یکی از مشکلات فراموش‌شده در حوزه سلامت جهانی است و سالانه ده‌ها هزار نفر، بیشتر در مناطق روستایی و کم‌برخوردار، جان خود را از دست می‌دهند یا دچار معلولیت دائمی می‌شوند. هدف ما فقط توسعه‌ی یک فناوری پیشرفته نبود، بلکه ایجاد راهی عملی برای نجات جان انسان‌ها بود.

این پروژه نشان می‌دهد که می‌توان از فناوری‌های نوین زیستی که معمولاً برای درمان‌های گران‌قیمت در کشورهای توسعه‌یافته استفاده می‌شوند، برای حل چالش‌های بهداشتی در کشورهای کم‌درآمد هم بهره گرفت. اگر علم و همکاری جهانی در کنار هم قرار بگیرند، حتی مشکلاتی که سال‌ها غیرقابل‌حل به نظر می‌رسیدند، می‌توانند آینده‌ای متفاوت پیدا کنند.

پادزهر نوآورانه‌ای که توسط دکتر شیرین احمدی و همکارانش توسعه یافته است، می‌تواند نقطه‌عطفی در درمان مارگزیدگی باشد. این فناوری با کاهش هزینه‌ها، تسهیل دسترسی به درمان و محافظت در برابر انواع مختلف سموم، پتانسیل زیادی برای حل این معضل بهداشتی در مناطق روستایی و کم‌برخوردار دارد.

هرچند هنوز این پادزهر در مراحل اولیه آزمایش روی موش‌ها موفقیت‌آمیز بوده است، نتایج امیدوارکننده‌ای که تاکنون به‌دست آمده، گامی بزرگ در جهت تحقق درمان‌های جهانی و مقرون‌به‌صرفه برای مارگزیدگی است. در صورتی که این پژوهش‌ها به مراحل بالینی و عملیاتی برسد، می‌تواند زندگی هزاران نفر را در کشورهای در حال توسعه که سالانه قربانیان زیادی از مارگزیدگی می‌دهند، نجات دهد.

اما برای تحقق این هدف، مسیر چالش‌برانگیزی در پیش است که نیاز به همکاری‌های جهانی، حمایت‌های مالی و تدارکات پیچیده دارد. امیدواریم با ادامه تحقیقات و تلاش‌های بین‌المللی، شاهد دسترسی سریع و گسترده به این درمان نوآورانه باشیم و مارگزیدگی دیگر تهدیدی برای سلامت عمومی نباشد.