Καταπράυνση των συμπτωμάτων του άγχους με Oξείδιο του Γραφενίου.

Το οξείδιο του γραφενίου αναστέλλει τη διαταραχή μετατραυματικού στρες.

By Tom Foley,

For the Graphene Flagship (funded by the European Union),

23/06/2021

Συνεργαζόμενοι ερευνητές του Graphene Flagship - από το SISSA στην Ιταλία, το ICN2 στην Ισπανία και το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ στο Ηνωμένο Βασίλειο - σε συνεργασία με την Ιατρική Σχολή Ribeirão Preto του Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο, ανακάλυψαν σε μια μελέτη προσομοίωσης, ότι το οξείδιο του γραφενίου αναστέλλει συμπεριφορές που σχετίζονται με το άγχος. Διαπίστωσαν ότι η έγχυση οξειδίου του γραφενίου σε μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου απενεργοποιεί τους νευρώνες που ευθύνονται για την αγχώδη συμπεριφορά.

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ένα συνηθισμένο ζωικό μοντέλο: όπως στο κλασικό καρτούν Τομ και Τζέρι, ένα ποντίκι ζει σε μια τρύπα στον τοίχο ενός μικρού δωματίου, όπου αισθάνεται προστατευμένο και ασφαλές. Κανονικά, το ποντίκι εξερευνά το δωμάτιο ελεύθερα και χωρίς ανησυχία. Όταν όμως το ποντίκι μυρίσει μια γάτα, τρέχει πίσω στην τρύπα του, όπου ξέρει ότι είναι ασφαλές. Αυτή είναι μια πολύ ισχυρή αμυντική συμπεριφορά - και είναι η βάση για την αντίδραση μάχης ή φυγής - η οποία είναι έμφυτη στα περισσότερα ζώα.

Μετά από μία εβδομάδα σε αυτό το περιβάλλον, το ποντίκι θυμάται αυτή τη συμπεριφορά, ακόμη και όταν η μυρωδιά της γάτας έχει εξαφανιστεί. Πρόκειται για ένα παράδειγμα διαταραχής μετατραυματικού στρες (PTSD / post-traumatic stress disorder), μια προστατευτική συμπεριφορά άγχους που εμφανίζεται ως αντίδραση σε αρνητικές αναμνήσεις. Εκατομμύρια άνθρωποι σε όλο τον κόσμο υποφέρουν από διαταραχές που σχετίζονται με το PTSD ή το άγχος.

Η Laura Ballerini, επικεφαλής συγγραφέας της δημοσίευσης και καθηγήτρια Φυσιολογίας στο πανεπιστήμιο SISSA στην Ιταλία που συνεργάζεται με το Graphene Flagship, εξηγεί ότι το οξείδιο του γραφενίου απενεργοποιεί την επικοινωνία μεταξύ των συνάψεων που προκαλούν αυτό το είδος φόβου.

«Δύο ημέρες μετά την έγχυση οξειδίου του γραφενίου σε μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου του ποντικιού, αυτό συμπεριφέρθηκε όπως άλλα ποντίκια που δεν είχαν βιώσει ποτέ τη μυρωδιά της γάτας στο οικιακό τους περιβάλλον. Με άλλα λόγια, το οξείδιο του γραφενίου ανέστειλε τη συμπεριφορά του ποντικιού που σχετίζεται με το άγχος», εξηγεί η Ballerini. Η ίδια αναφέρει ότι δύο ημέρες είναι περίπου ο χρόνος που απαιτείται για να σχηματιστούν και να παγιωθούν οι μνήμες στον εγκέφαλο του ποντικιού - ο οποίος αντιστοιχεί στο χρόνο που απαιτείται για να υποχωρήσουν τα συμπτώματα του άγχους.

«Το οξείδιο του γραφενίου αλληλεπιδρά με το τμήμα του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνο για το σχηματισμό αναμνήσεων που σχετίζονται με το φόβο, οι οποίες προκαλούν άγχος. Δεν λειτουργεί όπως ένα φάρμακο αναστέλλοντας τη λειτουργία των υποδοχέων, αντιθέτως σταματά προσωρινά ολόκληρο τον μηχανισμό για αρκετό χρονικό διάστημα ώστε να διαταράξει την παθολογία του εγκεφάλου που σχετίζεται με τον φόβο, χωρίς να τους βλάψει», συνεχίζει η Ballerini.

Το οξείδιο του γραφενίου διακόπτει τα σήματα των νευρώνων που σχετίζονται με το άγχος χωρίς να επηρεάζει τους νευρώνες ή τα περιβάλλοντα κύτταρα. Με απλά λόγια, «κόβει» μόνο τις επικοινωνίες μεταξύ των συγκεκριμένων νευρώνων. Σε μια ασθένεια όπου αυτές οι επικοινωνίες υπερεκφράζονται, όπως το PTSD και το άγχος, η στόχευση των συνάψεων με οξείδιο του γραφενίου είναι αρκετή για να σταματήσει την ανάπτυξη αυτής της παθολογικής συμπεριφοράς. Πρόκειται για ένα είδος Ιατρικής Ακριβείας.

Το οξείδιο του γραφενίου αποβάλλεται φυσιολογικά μετά από λίγες ημέρες, καθώς ο περιβάλλοντας ιστός χωνεύει το υλικό. Η Ballerini λέει ότι μετά από δύο ημέρες, δεν παρατήρησαν καμία φλεγμονή και δεν παρέμειναν καθόλου ίχνη απο το οξείδιο του γραφενίου. Στη συνέχεια, η Ballerini και οι συνεργάτες της θα επιδιώξουν να συνδυάσουν τη συμπεριφορά του οξειδίου του γραφενίου ως προς τη στόχευση των συνάψεων, με την ικανότητά του να συνδέεται με μόρια-φορείς για τη χορήγηση φαρμάκων.

Ο Serge Picaud, αναπληρωτής επικεφαλής στο Graphene Flagship’s Biomedical Technologies Work Package, σχολιάζει: «Η εν λόγω μελέτη αποτελεί άλλη μια σπουδαία απόδειξη των θεραπευτικών δυνατοτήτων του γραφενίου, το οποίο χρησιμοποιείται είτε μόνο του, είτε περιλαμβάνεται σε μια ιατρική συσκευή».

Ο Andrea C. Ferrari, επιστημονικός και τεχνολογικός υπεύθυνος στο Graphene Flagship και πρόεδρος της  Επιτροπής Διαχείρησης του, προσθέτει: «Οι εφαρμογές του γραφενίου και των συναφών υλικών στον τομέα της υγείας, του περιβάλλοντος και της βιολογίας διερευνώνται από το Graphene Flagship από την ίδρυση του. Το έργο αυτό ανοίγει μια νέα δίοδο έρευνας και αναδεικνύει μια πορεία για μια πολύ σημαντική θεραπευτική χρήση του οξειδίου του γραφενίου - μιας από τις πιο κοινές μορφές λειτουργικού γραφενίου».

Παραπομπές

“Biagioni, Audrey Franceschi, et al. "Graphene oxide prevents lateral amygdala dysfunctional synaptic plasticity and reverts long lasting anxiety behavior in rats." Biomaterials 271 (2021): 120749.