اسپری بینی که از مبتلا شدن به کرونا جلوگیری می کند

"دیوید نیدهام"(David Needham)، استاد مهندسی مکانیک و علم مواد "دانشگاه دوک"(Duke University) نشان داده است که افزایش جزئی ph محلول ممکن است همان چیزی باشد که برای تبدیل کردن یک داروی مهارکننده متابولیک به یک اسپری پیشگیری‌کننده کووید-۱۹ مخصوص بینی و گلو لازم است.

داروی موسوم به "نیکلوزاماید"(Niclosamide) از سال ۱۹۵۸ برای درمان عفونت انگلی گلو در انسان، حیوانات خانگی و حیوانات مزرعه به کار رفته است. این دارو که به صورت قرص خوراکی عرضه می‌شود، انگل‌ها را با مهار کردن مسیر متابولیک حیاتی و قطع کردن منبع انرژی آنها از بین می‌برد.

پژوهشگران در سال‌های اخیر، قابلیت نیکلوزاماید را برای درمان طیف وسیع‌تری از بیماری‌ها مانند بسیاری از انواع سرطان، بیماری‌های متابولیک، روماتیسم مفصلی و اسکلروز سیستمیک آزمایش کرده‌اند. همچنین، بررسی‌های آزمایشگاهی جدید روی سلول‌ها نشان داده است که این دارو، یک داروی ضد ویروسی قوی است که با هدف قرار دادن منبع انرژی سلول میزبان که ویروس برای تکثیر خود از آن استفاده می‌کند، توانایی ویروس را در ایجاد بیماری از بین می‌برد.

نیکلوزاماید در درجه نخست بر میتوکندری‌های سلول میزبان تاثیر می‌گذارد که مانند باتری‌های تولیدکننده انرژی سلول هستند. این دارو از تولید مولکول اصلی انرژی خود یعنی "آدنوزین تری‌فسفات"(ATP) توسط سلول جلوگیری می کند. ویروس بدون منبع انرژی سلول آلوده، در تکثیر نسخه‌های زنده خود برای ایجاد عفونت‌های بیشتر دچار مشکل می‌شود. این اثرات، برگشت‌پذیر هستند و به مرگ سلول منجر نمی‌شوند.  

نیدهام گفت: نیکلوزاماید، کلید انرژی سلول را خاموش می‌کند و اساسا ویروس را در حالت قفل قرار می‌دهد. هنگامی که این دارو همراه با واکسن‌ها، ماسک‌ها و سایر اقدامات توصیه‌شده برای پیشگیری از کووید-۱۹ استفاده می‌شود، می‌تواند یک راهبرد کمکی باشد. این پیشرفت می‌تواند به ارائه اسپری‌های ایمن و مؤثر بینی و گلو کمک کند که امکان محافظت بیشتر را فراهم می‌سازند.

پژوهش در زمان همه‌گیری

نیدهام پیش از این، طی همکاری با "ویل اوارد"(Will Eward)، انکولوژیست دانشگاه دوک نشان داده بود که نیکلوزاماید در سرطان استخوان موش‌ها و سگ‌ها، به نانوذره‌ای تبدیل می‌شود که به غذای سرطان شبیه است. او طی همکاری با "کریستینا بارکاوسکاس"(Christina Barkauskas)، دانشیار پزشکی دانشگاه دوک، بررسی‌های ابتدایی را در مورد کاربرد بالقوه نیکلوزاماید برای درمان فیبروز ریه آغاز کرد.

نیدهام مانند بسیاری از پژوهشگران سرتاسر جهان، پژوهش‌های خود را به بررسی کووید-۱۹ تغییر داد. پس از این که یک پژوهش در کره جنوبی، اثربخشی داروهای موجود را در برابر کووید-۱۹ مورد بررسی قرار داد و نیکلوزاماید را به عنوان یک هدف بالقوه شناسایی کرد، نیدهام نیز به بررسی طیف وسیعی از فرمول‌ها و نانوذرات پرداخت. پژوهش کره‌ جنوبی روی سلول‌های حیوانی نشان داد که تنها به غلظت کمی از نیکلوزاماید پیش از عفونت نیاز است تا به طور کامل از تکثیر "کروناویروس سندرم حاد تنفسی ۲"(SARS-COV-2) جلوگیری شود.

سلول‌های حیوانی مورد استفاده در این پژوهش، بسیار مقاوم و بادوام هستند. نیدهام و بارکاوسکاس برای این که بفهمند نیکلوزاماید چقدر ممکن است برای مقابله انسان با کووید-۱۹ موثر و قابل تحمل باشد، به سلول‌هایی روی آوردند که با عفونت ابتدایی بینی و سلول‌های اپیتلیال تنفسی مرتبط بودند و با سایر پژوهشگران بالینی دانشگاه دوک نیز همکاری کردند.

پژوهشگران بدون در دست داشتن ویروس زنده برای آزمایش، بر اندازه‌گیری میزان نیکلوزاماید تمرکز کردند که سطح آدنوزین تری‌فسفات سلول‌های راه هوایی انسان را کاهش می‌دهد. "پتی لی"(Patty Lee)، استاد پزشکی، زیست‌شناسی سلولی و آسیب‌شناسی دانشگاه دوک و دکتر "سوجین کیم"(Sojin Kim)، با بررسی مهار آدنوزین تری‌فسفات دریافتند که تنها غلظت کمی از نیکلوزاماید می‌تواند سطح آدنوزین تری‌فسفات را به اندازه کافی کاهش دهد و شاید تولید مثل ویروس را به طور کامل و بدون آسیب رساندن به خود سلول‌ها قطع می‌کند.

این بررسی‌ها روی سلول‌های غوطه‌ور در محیط کشت سلولی انجام شد که سرعت جذب نیکلوزاماید را کاهش می‌دهد. پژوهشگران در بررسی بیشتر روی سلول‌ها در آزمایشگاه، بر سلول‌های راه هوایی انسان تمرکز کردند که فقط با محلول نیکلوزاماید درمان شده بودند. این پژوهش که با کمک مالی "انجمن ریه آمریکا"(American Lung Association) انجام شده است، نشان می‌دهد که حتی دوزهای پایین‌تر این دارو نیز برای داشتن تأثیر مثبت بر سلول‌های راه هوایی کافی هستند.

در هر حال، هیچ کدام از این سه پژوهش، مخاط را در نظر نمی‌گیرند.

فرمول‌بندی جدید

داروهای سنتی آلرژی مانند "فلوناز" (Flonase) و "ناسونکس"(Nasonex)، مواد فعال را تقریبا بین ۶۰۰۰ تا ۳۰ هزار برابر بیشتر حمل می‌کنند که برای تأثیرگذاری بر سلول‌ها در مطالعات پایه مورد نیاز است.

نیکلوزاماید به سادگی در مایعات مبتنی بر آب که می‌توان آنها را در بینی یا دهان اسپری کرد، حل نمی‌شود. تراکم عادی این دارو در ph بینی کمتر از آن چیزی است که مطالعات پایه‌ای برای جلوگیری از تکثیر ویروس در سلول‌های بدون مخاط محافظ نشان می‌دهند.

نیدهام براساس محاسبات نحوه انتشار مولکول‌هایی مانند نیکلوزاماید در لایه نازکی از مخاط، تخمین می‌زند که تراکم محلول برای تولید یک اسپری پیشگیری‌کننده و درمانی کارآمد، حدود ۱۰ برابر بیشتر از حد معمول مورد نیاز است و در عرض چند میلی ثانیه می‌تواند از لایه مخاطی عبور کند.

سوال نیدهام این بود که چگونه می‌توان به این تراکم دست یافت.

تنظیم ph

نیدهام در این پژوهش جدید نشان می‌دهد که صرفا افزایش قلیایی بودن محلول ممکن است برای عبور از سد مخاطی و ورود به سلول‌هایی که برای نخستین بار به کووید-۱۹ مبتلا می‌شوند، کافی باشد. او دریافت که افزایش قلیایی بودن ph محلول و رسیدن به ۸/۰ که میزان قابل قبولی برای اسپری بینی است، می‌تواند نیکلوزاماید کافی را داشته باشد و افزایش ph به ۹/۲ که برای اسپری گلو کافی است، این تاثیر را ۱۰ برابر بیشتر می‌کند و می‌توان از آن برای مقابله با عفونت ابتدایی استفاده کرد.

نیدهام خاطرنشان کرد که این پژوهش اگرچه امیدوارکننده است اما نتایج آن هنوز باید در سلول‌هایی که واقعا به کووید-۱۹ آلوده شده‌اند و همچنین در سلول‌هایی که توسط یک لایه مخاطی محافظت می‌شوند، آزمایش شوند.

نیدهام، روشی را برای استخراج نیکلوزاماید از قرص‌های تجاری موجود و ارائه آن به صورت محلول بدون استفاده از حلال‌های آلی توضیح داد.

وی افزود: از آنجا که نیکلوزاماید به جای ویروس روی سلول‌ها کار می‌کند، می‌تواند یک عامل پیشگیری‌کننده تنفسی باشد که نه تنها در برابر کووید-۱۹ و همه انواع آن، بلکه در برابر هر ویروس جدیدی نیز موثر است. اگرچه واکسن‌ها به وضوح مؤثر هستند اما یک روش پیشگیری از راه بینی، امکان محافظت بیشتری را فراهم می‌کند. حتی اگر عفونت پیشتر وجود داشته باشد، این فرمول را می‌توان به عنوان یک اسپری گلو به کار برد که بار ویروسی در حال حرکت به سمت ریه‌ها و عامل مخرب‌ترین اثرات بیماری را متوقف می‌کند.

نیدهام  در حال حاضر به دنبال شرکای صنعتی، دولتی و موسسات فعال در حوزه بیماری‌های عفونی است تا به پیگیری آزمایشات بالینی و تجاری‌سازی آنها کمک کنند.

این پژوهش، در مجله "Pharmaceutical Research" به چاپ رسید.