31 مارس 2023- درمان هایی که از mRNA استفاده می کنند مانند برخی از واکسن های کووید-19، پتانسیل بسیار زیادی برای پیشگیری و درمان بسیاری از بیماری ها دارند. این درمانها با انتقال "دستورالعملهای mRNA" به سلولهای هدف کار میکنند و طرحی برای ساخت پروتئینهای خاص در اختیار آنها قرار میدهند. این پروتئینها میتوانند به بافتها در بازسازی، جایگزینی پروتئینهای نادرست، یا تحریک پاسخ ایمنی کمک کنند و انواع استراتژیهای درمانی مختلف را ارائه دهند.
با این حال، یک درمان تنها زمانی مفید است که بتواند به هدف خود برسد.mRNA ها، به طور معمول در داخل یک نانوذره لیپیدی بسته بندی می شوند تا این محموله ی ظریف را تا رسیدن به مقصد نهایی دست نخورده و سالم نگه دارد. در حال حاضر، نانوذرات لیپیدی پر شده باmRNA ، به تعداد انگشت شماری از انواع سلولها مانند سلولهای ایمنی و سلولهای کبد یا طحال می رسند. طراحی نانوذرات لیپیدی که بتوانند اندام های غیرقابل دسترس مانند قلب یا پانکراس را هدف قرار دهند، می تواند گزینه های درمانی را برای طیف وسیعی از بیماری ها متحول کند.
در پاسخ به این نیاز، محققان دانشگاه کارنگی ملون در حال توسعه نانوذرات لیپیدی هستند که برای حملmRNA به طور خاص به پانکراس طراحی شدهاند. مطالعه آنها بر روی موش ها، که اخیراً درScience Advances منتشر شده است، می تواند راه را برای درمان های جدید برای بیماری های صعب العلاج پانکراس، مانند دیابت و سرطان هموار کند.
پرفسور لویزا راسل، مدیر برنامه در بخش علوم و فناوری اکتشاف در موسسه ملی تصویربرداری زیست پزشکی و مهندسی زیستی (NIBIB)، گفت: نانوذرات لیپیدی اساساً کره هایکوچک توخالی هستند که پوسته ی آنها از چربی تشکیل شده است. چربیها دارای انواعی از خواص شیمیایی هستند که میتواند بر توانایی آنها در حرکت در بدن و هدف قرار دادن اندامهای خاص تأثیر بگذارد. با بهینه سازی این مولکول های چربی و بررسی مسیرهای انتقال داروی جایگزین، محققان توانستند نوعی از نانوذرات لیپیدی را طراحی کنند که می تواند به طور ایمنmRNA را به طور اختصاصی بافت پانکراس در موش ها برساند.
راههای فعلی تحویل دارویmRNA شامل تزریق عضلانی(مورد استفاده در واکسنهایCOVID-19)و تزریق داخل وریدی (مورد استفاده در برخی از درمانهای تحقیقاتی سرطان) است. به عنوان اولین گام به سوی تحویل هدفمند، محققان می خواستند بدانند که آیا یک مسیر تجویز متفاوت ممکن است به انتقال محمولهmRNA به طور مستقیم به پانکراس کمک کند. آنها تحویلmRNA را از طریق تزریق داخل صفاقی، که شامل تزریق مستقیم دارو به مایعی است که اندام های حفره صفاقی (از جمله کلیه ها، روده ها و پانکراس) را احاطه کرده است، بررسی کردند.
پرفسور کاترین وایتهد، نویسنده ارشد این مطالعه، گفت: در حالی که تزریق داخل صفاقی معمولاً در انسان استفاده نمیشود، این نوع تزریق از نظر بالینی برای برخی بیماریهای سخت درمان مانند سرطان تخمدان استفاده میشود. برای بیماری های بسیار جدی پانکراس، مزایای تزریق داخل صفاقی بیشتر از خطرات آن است.
محققان دستورالعملهایmRNA برای لوسیفراز کرم شبتاب را (پروتئین درخشنده ای که اغلب در تحقیقات استفاده میشود) در نانوذرات لیپیدی بستهبندی کردند و سپس آنها را به صورت داخل وریدی یا داخل صفاقی به موش ها تزریق کردند. آنها با استفاده از لوسیفراز درخشنده ی کرم شب تاب توانستند جایی که mRNA به آن سفر کرده است را ردیابی کنند. آنها دریافتند که تزریق داخل صفاقی در مقایسه با تزریق داخل وریدی منجر به تحویل فراوان تر و اختصاصی تر mRNAبه پانکراس می شود.
سپس، محققان شروع به بهینه سازی ترکیب مولکولهای چربی سازنده ی نانوذرات کردند. چربیهای مختلف دارای خواص شیمیایی منحصربه فردی مانند اندازه، بار الکتریکی و آبگریزی هستند که میتواند روی اتفاقی که برای نانوذره پس از ورود به بدن روی میدهد، تأثیر بگذارد. یکی از انواع مولکول های چربی مورد استفاده، "لیپید کمکی" نامیده می شود که به این دلیل نامگذاری شده است که به تثبیت نانوذره کمک می کند و قدرت آن را بهبود می بخشد. محققان میخواستند بدانند که آیا تغییر بار لیپید کمکی ممکن است بر هدفگیری نانوذره تأثیر بگذارد و آن را به سمت پانکراس هدایت کند. پس از آزمایش انواع ترکیبات مختلف نانوذرات، محققان ترکیبی از لیپیدها را یافتند که هدف گیری پانکراس را در موش ها بهبود می بخشید.
دکتر جیلیان ملامد، نویسنده اول این مطالعه، محقق فوق دکترا در دانشگاه پنسیلوانیا، گفت: در چند سال گذشته، به این که چگونه لیپیدهای موجود در نانوذرات میتوانند تحویلmRNA را به سلولها و اندامهای مختلف هدایت کنند، توجه بسیار بیشتری شده است. روشهای دقیقی که شیمی لیپید بر قدرت و ویژگی نانوذرات تأثیر می گذارد، هنوز در حال کشف است، و ما هنوز در حال کار برای درک این موضوع هستیم که چگونه اجزای لیپیدی منفرد بر تحویل کلیmRNA ، تأثیر میگذارند.
پس از بررسی مسیر حرکت نانوذرات بهینه شده در لوزالمعده، محققان با شگفتی متوجه شدند کهmRNAارسال شده ی آنها در سلولهای جزایر پانکراس که تنها 1 تا 2 درصد از کل بافت پانکراس را تشکیل میدهند، به فراوانی دیده می شوند. سلول های جزایر پانکراس مسئول تولید هورمون هایی(مانند انسولین) هستند که قند خون را کنترل می کنند. چنین هدف گذاری خاصی می تواند کاربردهای بالینی پایین دستی بالقوه داشته باشد.
پرفسور وایتهد گفت: با توسعه بیشتر، تحقیقات ما ممکن است منجر به ایجاد درمانهایی برای دیابت یا انواع خاصی از سرطان پانکراس شود. با این حال، این درمانهای بالقوه، قبل از ورود به آزمایشهای بالینی، به تحقیقات پیش بالینی بیشتری نیاز دارند.
منبع:
https://www.news-medical.net/news/20230331/Developing-lipid-nanoparticles-to-carry-mRNA-specifically-to-the-pancreas.aspx