راهکار نانویی برای رساندن دقیق درمان‌های ژنی به سلول‌های هدف

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد نانو، توسعه داروها از مدیریت بیماری به سمت اصلاح آن با استفاده از درمان‌های RNA و ویرایش ژن حرکت می‌کند. اما رساندن ایمن و دقیق این درمان‌ها به سلول‌های درست ــ به‌ویژه در اندام‌های دشوار مانند مغز و کلیه ــ همچنان چالشی جدی است.

اکنون تیمی از پژوهشگران به رهبری دانشکده پزشکی دانشگاه اتاوا شواهد قانع‌کننده‌ای ارائه کرده‌اند که یک راه‌حل الهام‌گرفته از طبیعت در ساختارهای بسیار کوچک و حباب‌مانندی به نام «وزیکول‌های خارج‌سلولی کوچک» (sEVs) نهفته است. این پیام‌رسان‌های میکروسکوپی که طی میلیون‌ها سال تکامل‌یافته‌اند، RNA و سایر مولکول‌ها را بین سلول‌ها جابه‌جا می‌کنند.

پژوهشگران دریافته‌اند که تمام sEVها یکسان نیستند؛ منشأ سلولی آن‌ها تعیین می‌کند که به کدام بافت‌ها سفر کنند، و برخی از این وزیکول‌ها به طور طبیعی بافت‌های خاصی را هدف می‌گیرند. این کشف می‌تواند راهبردهای جدیدی برای رساندن دقیق و مؤثر درمان‌های نسل آینده ارائه دهد.

بازاندیشی در رسانش دارو

به گفته دکتر درک گیبینگس، نویسنده ارشد مقاله منتشرشده در مجله Cell Biomaterials، تیم بین‌المللی پژوهش با الهام از طبیعت به دنبال یافتن sEVهایی بوده که بتوانند siRNA‌ها را به سلول‌هایی برسانند که اهداف درمانی قانع‌کننده‌ای دارند.

او می‌گوید: «رویکرد ما این بود که از طبیعت یاد بگیریم و با آن همکاری کنیم تا sEVهایی را بیابیم که بتوانند به بافت‌های مورد نظر برسند.» این موضوع زمانی اهمیت پیدا می‌کند که بدانیم شرکت‌های بزرگ طی یک دهه سرمایه‌گذاری سنگین، به دلیل فرض اشتباهِ «یک نوع sEV برای کل بدن»، نتوانسته‌اند به موفقیت‌های چشمگیری دست یابند.

به گفته او، ارتباط بین سلول‌ها ذاتاً بسیار اختصاصی است و sEVها نیز مانند ابزارهای ارتباطی بیولوژیک، پیام‌های مشخصی را به گیرنده‌های مشخص ارسال می‌کنند.

دقت در عمل: هدف‌گیری کلیه‌ها و مغز

این راهبرد نتیجه داده است. پژوهشگران sEVهایی را شناسایی کردند که پس از تزریق به جریان خون، توانستند siRNA را مستقیماً به کلیه‌ها برسانند و علائم بیماری را در مدل‌های حیوانی کاهش دهند.

همچنین مشخص شد که تزریق مستقیم sEVها به سیستم عصبی مرکزی می‌تواند درمان را به مغز برساند و وضعیت یک مدل بیماری نورودژنراتیو را بهبود دهد.

آزمایش‌ها در مدل‌های حیوانی بزرگ‌تر نیز قابل‌اتکا بودند و نتایج با افزایش اندازه بدن به شکل قابل پیش‌بینی مقیاس‌پذیر بود، بدون آنکه تفاوت‌های زیستی بین گونه‌ها تأثیر قابل‌توجهی داشته باشد. این یافته‌ها امیدبخش کاربردهای انسانی در آینده‌اند.

گسترش فناوری برای اثرگذاری بالینی

این مطالعه بر دهه‌ها پیشرفت در درمان‌های siRNA بنا شده است؛ داروهایی که می‌توانند با یک دوز واحد، بیان یک ژن بیماری‌زا را تا شش ماه سرکوب کنند.

با وجود این، چالش‌هایی همچنان وجود دارد: تولید انبوه sEVها و افزایش پایداری درمان‌ها در بدن از جمله مهم‌ترین موانع‌اند. تیم پژوهشی اکنون به دنبال شریکان صنعتی یا بالینی برای آغاز آزمایش‌های انسانی است، به‌ویژه برای بیماری‌های شدید کلیوی مانند بیماری مرتبط با جهش ژن APOL۱ که گزینه‌های درمانی محدودی دارند.

دکتر گیبینگس می‌گوید: «ما داده‌های زیادی جمع‌آوری کرده‌ایم که نشان می‌دهد sEVها می‌توانند حامل‌هایی مؤثر، ایمن و مقیاس‌پذیر باشند. امیدواریم بتوانیم سرمایه‌گذاران یا همکاران بالینی را برای حرکت به سمت کارآزمایی‌های انسانی قانع کنیم.»

او حوزه پژوهش بر وزیکول‌های خارج‌سلولی را به کشف یک شیوه ارتباطی کاملاً جدید میان سلول‌ها تشبیه می‌کند: «مثل این است که تازه فهمیده باشیم سلول‌ها با هم از طریق تلفن یا تیک‌تاک حرف می‌زنند، نه فقط مکالمه رو در رو. حالا داریم می‌فهمیم چه پیام‌هایی می‌فرستند و چطور می‌توان آن‌ها را برای درمان بیماری بازبرنامه‌ریزی کرد.»