نانوذرات تازه، فناوری ویرایش ژن را مستقیماً به ریه ها منتقل می نمایند - مجله سرگرمی

با نقشه برداری از ژنوم انسان و مطالعات جهش های ژنتیکی مسبب بیماری ها، بسیاری از تحقیقات بر روی توسعه ژن درمانی متمرکز شده اند.

RNA پیغام رسان (mRNA) یک عامل درمانی نسبتاً تازه است که برای پیشگیری و درمان بعضی بیماری های ژنتیکی مورد استفاده قرار می گیرد که حامل اطلاعات ژنتیکی است که سلول ها را برای ساخت پروتئین راهنمایی می نماید

اما برای عملکرد مؤثر در بدن، mRNA به یک سیستم انتقال پایدار احتیاج دارد که از تخریب محافظت گردد و به آن اجازه دهد وارد سلول ها گردد تا محموله های تغییر دهنده ژن خود را تحویل دهد. در این میان نانوذرات ابزارهای موثری برای انتقال mRNA هستند.

با این حال، انتقال نانوذرات mRNA چالش های خود را دارد. رساندن آن به قسمت صحیح بدن و اجتناب از تأثیر بر سایر اندام ها می تواند مشکل باشد. نانوذرات تزریقی قبلاً زمانی که در یک کره لیپیدی (چربی) محصور می شوندِ مؤثر بوده اند که از تخریب mRNA جلوگیری می نماید و توانایی هدف گیری سلولی آن را بهبود می بخشد.

اما محققان MIT و دانشکده پزشکی دانشگاه ماساچوست نانوذره لیپیدی تازهی ایجاد نموده اند که ریه ها را هدف قرار می دهد، جایی که می تواند mRNA را تغییر دهد.

محققان نانوذراتی را ایجاد کردند که شامل یک گروه سر با بار مثبت است که به ذرات یاری می نماید تا با mRNA با بار منفی تعامل نمایند و یک دم لیپیدی بلند که به عبور ذرات از غشای سلولی به داخل سلول یاری می نماید. دانشمندان قبل از شناسایی یک ساختار نانوذراتی که می تواند به ریه ها برسد، 72 گروه سر و 10 دم لیپیدی با ساختارهای شیمیایی مختلف را آزمایش کردند.

هنگامی که ساختار نانوذرات لیپیدی موثر پیدا شد، محققان آن را روی موش آزمایش کردند. آنها دریافتند که می توانند از این نانوذرات برای انتقال mRNA کد نماینده اجزای ویرایش ژن CRISPR/Cas9 به ریه های حیوانات با استفاده از روشی به نام القای داخل تراشه - وارد کردن یک ماده به طور مستقیم به نای (نای) - استفاده نمایند که امکان کنترل دوز بیشتر استنشاقی را فراهم می نماید.

در مرجله آزمایش، اجزای CRISPR/Cas 9 یک سیگنال توقف رمزگذاری شده ژنتیکی را قطع کردند، ژن یک پروتئین فلورسنت سبز را روشن کردند و به محققان اجازه دادند تا معین نمایند چند درصد از سلول های ریه mRNA را با موفقیت بیان کردند.

محققان دریافتند که پس از یک دوز mRNA، حدود 40 درصد از سلول های پوششی یا اپیتلیال ریه ترانسفکت شدند. ترانسفکشن فرآیند وارد کردن مواد ژنتیکی به سلول است. دو دوز mRNA درصد را به بیش از 50٪ و سه دوز به 60٪ سلول های پوششی ریه رسید.

پس این لیپید می تواند محققان را قادر سازد که mRNA را بسیار موثرتر از هر سیستم تحویلی دیگری به ریه برساند.

استفاده از نانوذرات لیپیدی به جای آدنوویرویس ها (AAV)، وسیله دیگری که برای ارائه ژن درمانی استفاده می گردد، یک مزیت متمایز ارائه کرد. در حالی که AAV موثر است، یک پاسخ ایمنی در بدن ایجاد می نماید، بنابراین نمی توان آن را به طور مکرر روی یک فرد استفاده کرد. نانوذرات لیپیدی آن پاسخ ایمنی را ایجاد نمی نمایند، بنابراین در صورت احتیاج می توان چندین دوز تجویز کرد.

محققان بعلاوه دریافتند که نانوذرات تازه به سرعت شکسته شده و ظرف چند روز از ریه ها پاک می شوند و در نتیجه خطر التهاب را کاهش می دهند. توسعه آنها می تواند در آینده برای اصلاح جهش ژنتیکی که باعث فیبروز کیستیک و سایر بیماری های ژنتیکی ریه می گردد مورد استفاده قرار گیرد.

این تیم تحقیقاتی در حال کار بر روی پایدارتر کردن نانوذرات تازه هستند تا بتوان آنها را به وسیله یک نبولایزر و بعلاوه واکسن mRNA استنشاقی استفاده کرد.

این مطالعه در مجله Nature Biotechnology منتشر شد.

منبع: MIT News