خلاصه فناوری
بیماری دیابت در اثر نقص در تولید یا عملکرد انسولین ایجاد میشود، درمان ناکافی بیماری دیابت منجر به عوارض زیادی میشود؛ از قبیل عوارض میکروواسکولاپاتی (شامل نفروپاتی، نوروپاتی، و رتینوپاتی)، ماکروواسکولاپاتی (شامل بیماری قلبی-عروقی و جریان ناکافی خون به اندامهای پایینی بدن) میباشد. نفروپاتی مهمترین علت زخمهای پای دیابتی میباشد که به علت افزایش قندخون باعث آسیب مستقیم به اعصاب میشود و همچنین از طریق کاهش جریان خون به اعصاب به علت آسیب به مویرگها باعث فقدان خونرسانی و درنهایت قطع اندامهای تحتانی بدن میشود. در جریان عادی درمان زخمها، هومئوستاز، التهاب، تکثیر، و فاز بازسازی بهطور منظم و کارآمد انجام میشود. بسیاری از فاکتورهای رشد در درمان پروسه طبیعی درمان زخمها دخیلاند. بنابراین فاکتورهای رشد به عنوان عوامل درمانی برای بهبود زخمها پیشنهاد شدهاند. EGF تکثیر دوباره سلوهای اپیدرمال را تسهیل میکند و نقش کلیدی در درمان و بهبود زخمها از طریق مهاجرت و تکثیر سلولهای کراتینوسیتها دارد. این پروتئین همچنین تشکیل گرانولاسیون بافتی و تحرک فیبروبلاستها راتقویت میکند. به عنوان یک میتوژن، ابتدا با میل ترکیبی بالا به گیرندههای سطح سلولی متصل شده و دایمریزاسیون آنها را القا میکند، که برای فعالسازی تیروزین کیناز در دومین سیتوپلاسمی گیرنده ضروری است، بنابراین باعث انتقال سیگنال و به دنبال آن سنتز DNA و تکثیر سلولی میشود. هدف ازاین طرح تولید پروتئین نوترکیب EGF با خاصیت درمانی میباشد تا بتوان از آن در درمان زخمهای دیابتی و کاهش فرایند درمان بیماران دیابتی استفاده کرد. همچنین از این فاکتور رشد در سایر زخمهای مزمن مثل زخم سوختگی نیز میتوان استفاده کرد.
ضرورت مسئله
ديابت يكي از قديميترين بيماريهاي شناخته شدة انسان است. در بيماران ديابتي به دليل عوارض متعدد ديابت (نوروپاتي محيطي، عفونت، بيماري عروق محيطی) آسيبهای پا شايع است. اين ترياد سرانجام منجر به وقايع ناگهانی پا گانگرن و قطع عضو میگردد. علت بيش از %۵۰ قطع عضوهای غيرتروماتيك اندام تحتاني، ديابت است كه اين پديده تا اندازة زيادی از طريق كاهش عوامل خطرساز، آموزش بيماران، مراقبت از پا، درمانهای موضعي و جراحي عروق، قابل پيشگيری است. خطر قطع عضو در بيماران ديابتی ۱۵ تا ۲۰ بار بيشتر از افراد غيرديابتی است. بهبود وضعيت درمان بيماران و آموزش آنها باعث كاهش ميزان قطع عضو به ميزان ۴۰ تا %۵۰ میشود.
زخم سوختگی درجه دوم (Partial-thickness superficial burns): در این نوع سوختگی، اپیدرم و درم آسیب میبینند. لیکن این سوختگیها را میتوان به انواع به اصطلاح موزاییکی تقسیم کرد. در نوع دوم زخم سوختگی درجه دوم اپیدرم و لایههای درم در اعماق مختلف تخریب میشوند. در این نوع سوختگی آسیب به فولیکولهای مو و غدد عرق نرسیده است. پوست قرمز، مرطوب و دردناک است. نکروز اپیدرمی در زخم ممکن است باعث اختلال در روند اپیتلیال شود. ممکن است جای زخم باقی بماند. بهبودی 21 تا 35 روز طول میکشد. در عرض چند لحظه پس از سوختگی، تاولهایی پر از مایع تشکیل میشود که مستعد پارگی هستند. این نوع زخمها نیاز به برداشتن جراحی و پانسمانهای نوین دارند.
بهبود طبيعي زخم نتيجة فعل و انفعال پيچيده بين انواع مختلف سلول در ناحية زخم و توانايي آنها براي توليد يك سري فاكتور رشد و پاسخ به آنهاست. اين عوامل، رشد، مهاجرت، تكثير سلولی، توليد ماتريكس خارج سلولي و فعاليت آنزيمی و توليد عوامل رشد بيشتری را تنظيم میكنند؛ بنابراين اعتقاد بر اين است كه روند بهبود را تا اندازة زيادی فاكتورهای رشدی كه عملكرد موضعي دارند، تنظيم میكنند. اين بيومولكولها معمولاً پلیپپتيدهای كوچكي هستند كه تكثير، تحريك و فعاليت بيولوژيك سلولی را تحريك میكنند و به شكل پاراكرين يا اتوكرين عمل میكنند. EGF يك پروتئين ۶۰۰۰ دالتونی است كه در پلاكت، غدد عرق، و غدد دوازدهه يافت ميشود و باعث میگردد سلولهای مزانشيمال و اپيتليال از حالت استراحت به حالت آماده برای تكثير و تقسيم DNA درآيند و در نتيجه بازسازي اپيدرم را پس از آسيب تحريك مینمايد. همچنين باعث تحريك تقسيم و مهاجرت سلولهاي اپيدرمال و استرومال و تحريك آنژيوژنز ميشود و نيز يك ميتوژن قوي براي كراتينوسيتها است. مصرف موضعي EGF در زخمهای مزمن توسط مطالعات مختلف مفيد دانسته شده است. مطالعات بيانگر تأثير مثبت دارو (۳/۴ برابر) در مقابل دارونما در تسريع بهبود زخم بود و با توجه به عدم مشاهدة عوارض جانبي قابل توجه، میتوان از طریق استاندارد كردن استفاده از آن در درمان زخم پای ديابتي كمككننده باشد. البته ممكن است عواملي مانند نوروپاتي، واسكولوپاتی، عدم كنترل قند خون، شدت زخم و عمق آن، و نيز مصرف سيگار بر روند بهبود زخم با EGF اثر بگذارند. همچنین در مورد زخمهای سوختگی نیز این فاکتور موثر است.
مسئله اصلی تحقیق
ترمیم بافت یک فرآیند بزرگ است که هر یک از رویدادهای آن توسط انواع فاکتورهای رشد و سایتوکینها کنترل میشود که در مراحل اولیه آن طیف گستردهای از جمعیت پیام رسانهای محلول شرکت دارند. نقص در ترمیم زخم در جمعیت بیماران یکی از بزرگترین مشکلات بالینی و اقتصادی در این افراد است. دیابتیها با شیوع بالای بیماری اندوتلیال سیستمیک و نقص در دفاع ضد باکتریایی دست و پنجه نرم میکنند. ترکیب این عوامل منجر به بروز بالای قطع عضو اندام تحتانی در این جمعیت میشود. مکانیسمهایی که دیابت از طریق آنها ترمیم بافت را مختل میکند، نامشخص است. شواهد همگرا حاکی از کمبود در تولید فاکتورهای رشد مختلف مانند فاکتور رشد مشتق از پلاکت (PDGF)، فاکتور رشد کراتینوسیت (KGF) و فاکتور رشد اندوتلیال عروقی(VEGF) است. علاوه بر این، کمبود شدید به ویژه EGF در دیابت مشخص شده است. EGFبا اتصال به یک گیرنده غشای سلولی خاص یک اثر میتوژنیک قوی بر روی اکثر بافتهای اپیتلیال، فیبروبلاستها و سلولهای اندوتلیال اعمال میکند. میانکنش گیرنده با EGF فرآیندهای بیوشیمیایی پیچیدهای را آغاز میکند که در نهایت منجر به پیشرفت چرخه سلولی میشود. در نتیجه، این باعث نگرانی و ناامیدی در مورد انتظارات رو به رشد در مورد استفاده بالینی از فاکتورهای رشد پلی پپتیدی به عنوان "محصول جادویی" شد. گیرنده EGF به عنوان یک هدف برای پیشسازهای پیشرفته محصولات نهایی گلیکاسیون به روشی وابسته به زمان و دوز شناسایی شدهاست که منجر به لغو آبشار اتوفسفوریلاسیون و فعالسازی گیرنده میشود. آزمایشهای کلاسیک نشان دادهاند که EGF تومورزایی را که از نظر بالینی معنیدار است، ترویج میکند اما آغاز نمیکند. شواهد تجربی و بالینی EGF تزریقی را به عنوان یک مداخله درمانی خط اول واجد شرایط میدانند، زیرا طیف وسیعی از اقدامات بیولوژیکی مفید است، که به طور هماهنگ ممکن است منجر به ترمیم کامل بافتها و اندامهای آسیبدیده شدید شود. بنابراین EGF این امتیاز را دارد که برای شرایط تهدید کننده زندگی (انتروکولیت نکروز کننده) یا فرآیندهای ناتوان کننده (یعنی زخم پای دیابتی با درجه بالا) در جایی که هیچ گزینه درمانی دیگری در دسترس نباشد، اختصاص یابد. این نشانههای کاملاً محدود شده برای "شرایط تقریباً یتیم" با ملاحظات اخلاقی در تضاد نیستند و در صورت متعادل شدن با خطر فردی بیمار سودمند خواهند بود. در نهایت، فاکتورهای رشد، شایستگی پزشکی را در حوزه زخمهای سرسخت و مشکلزا بدستآوردهاند.
درباره تیم پژوهشی
نام و نامخانوادگی |
رشته/ مقطع تحصیلی |
همکار/ مشاور طرح |
وضعیت شغلی |
محمد ابراهیم خمسه |
فوق تخصص غدد |
مشاور و مجری |
هیئت علمی و رئیس پژوهشکده غدد |
محبوبه نظری |
بیوشیمی/ ph.D |
مجری |
هیئت علمی پژوهشکده غدد |
فرشته عبدالملکی |
دانشجوی دکترای بیوتکنولوژی |
همکار |
دانشجوی دکتری تخصصی بیوتکنولوژی |
رحمان امامزاده |
بیوشیمی/ ph.D |
مشاور |
هیئت علمی دانشگاه اصفهان |
بهاره کشاورز |
داروساز pharm.D |
مشاور |
مشاور داروساز |
ناحید هاشمی مدنی |
فوق تخصص غدد |
مشاور |
هیئت علمی پژوهشکده غدد |
سوابق عرضهکننده فناوری و مسئول اصلی تیم پژوهشی
دکتر محبوبه نظری: مجری تیم تحقیقاتی، دانشآموخته نمونه مقطع دکتری تخصصی بیوشیمی با تخصص بیوتکنولوژی از دانشگاه تربیت مدرس بوده و به عنوان دانشیار پژوهشی وزارت بهداشت و عضو هیات علمی پژوهشکده غدد و متابولیسم دانشگاه علوم پزشکی ایران میباشد. ایشان دانشآموخته برتر دانشگاه تربیت مدرس و دانشگاه تهران بوده و موفق به ثبت اختراعات کشوری و چاپ بیش از 56 عنوان مقاله ISI بوده است. از آنجا که زمینه تحقیقاتی ایشان، تولید پروتئینهای نوترکیب در زمینه تشخیص و درمان بیماریهای مزمن و صعب العلاج میباشد؛ عمده تمرکز ایشان، تحقیق در زمینه ساخت پروتئینهای نوترکیب شناسایی کننده سلولهای سرطانی و کیتهای تشخیصی مثل کیت تشخیص سلیاک، کیت سرولوژیک تشخیص کوید -19، کیت تشخیص هلیکوباکتر پایلوری و کیت تشخیص آرترید روماتوئید میباشد. مقالات ایشان در اینجا قابل مشاهده است.
دکتر محمد ابراهیم خمسه: یکی از متخصصان برجسته و نامدار در زمینه غدد درون ریز و متابولیسم است که سابقه بسیار درخشان و کارنامه پرباری دارد. ایشان در طول حیات علمی خویش بیش از 150 مقاله در زمینه غدد و متابولیسم به چاپ رسانیده است و فعالیتهای گستردهای در درمان دیابت- کنترل قند- درمان پای دیابتی و ... نمودهاند. وی در حال حاضر رئیس پژوهشکده غدد و متابولیسم دانشگاه
علوم پزشکی ایران بوده و استاد تمام غدد درون ریز و متابولیسم میباشد مقالات ایشان در اینجا قابل مشاهده است.
مزایا
محصول فوق در صورت تجاری شدن میتواند مرتفع کننده نیاز به فاکتور رشد اپیدرمی انسانی باشد که مشابه داخلی ندارد و تمامی بیمارستانهای خصوصی و دولتی که در زمینه زخمهای مزمن کار میکنند، میتوانند از نتایج آن استفاده نمایند. نتایج جانبی این طرح قابل استفاده در مراکز دانشگاهی جهت ارتقا علمی دانشجویان و آزمایشگاههای تحقیقاتی سلولی و مهندسی بافت و نیز مراکز تهیه و تولید زخم پوشهای زخمهای مزمن مورد استفاده در مهندسی بافت میباشد.
کاربرد
- درمان زخمهای مزمن مانند زخم پای دیابتی- زخم سوختگی و زخم بستر
- همینطور این محصول در کرمها و محصولات زیبایی نیز کاربرد دارد.
خروجیهای مورد انتظار تحقیق
تولید فاکتور رشد EGF نوترکیب انسانی با قابلیت فرمولاسیون بهصورت ژل:
- پروتئین نوترکیب با خلوص بالای 95%
- پروتئین نوترکیب با قابلیت افزایش رشد سلولهای اپیدرمی
- بیان پروتئین در فرمانتور و scale up آن تا میزان 300 میلیگرم در لیتر
هزینه و زمان اجرای طرح
- هزینه اجرای طرح حدود 780 میلیون تومان برآورد میشود.
- مدتزمان اجرای طرح حدود 24 ماه برآورد میشود.
تسهیم مالکیت فکری
- مالکیت معنوی: مشارکتکننده در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و مشارکتکننده در ژورنالهای داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانسها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دستاندرکاران مجاز خواهد بود.
- مالکیت منافع مادی: سهم مشارکت شرکت/شتابدهنده متقاضی حداقل 10 و حداکثر 35 درصد خواهد بود (منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری بر اساس توافق طرفین و مشترک خواهد بود و باتوجهبه سهم آورده نقدی و غیرنقدی توسعهدهنده، سهم مالکیت قابلمذاکره و توافق است).
ارتباط با ما
شماره تماس:
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@