کدگذاری دی‌ان‌ای، آزمودن سریع نانوذرات در رهایش دارو

کد خبر: ۵۱۱۲۴۱

استفاده از قطعات کوچک دی‌ان‌ای به‌عنوان بارکد روشی جدید را برای انتخاب بهترین نانوذرات برای رهایش دارو در ارگان‌های خاص بدن معرفی می‌کند. این روش می‌تواند روند توسعه داروهای جدید و استفاده از ژن‌درمانی را در بیماری‌هایی چون پارکینسون، سرطان و سکته قلبی بهبود بخشد.

ژن‌درمانی به‌وسیله دی‌ان‌ای یا آر‌اِن‌ای و رهایش مستقیم آن در داخل سلول مورد نظر، چالش اصلی به شمار می‌آید. در ۲۰ سال گذشته دانشمندان درصدد توسعه نانوذرات ساخته‌شده از مواد مختلف و اضافه کردن ترکیباتی چون کلسترول هستند تا این عوامل درمانی را به‌طور مستقیم وارد سلول کنند، اما توسعه سریع این نانوذرات مانعی بزرگ را بر سر راه این نانوذرات قرار داده است: این نانوذرات باید ابتدا در کشت سلولی تایید شوند، سپس تنها مقدار محدودی از این نانوذرات تحت آزمون حیوانی قرار می‌گیرند. بنابراین استفاده از روش مرسوم برای شناسایی نانوذره‌ای بهینه برای انتقال به ارگان مورد نظر با در نظر گرفتن ترکیبی از میلیون‌ها ساختار ممکن برای ساخت نانوذرات ناکارآمد خواهد بود.

محققان دانشگاه فلوریدا، سازمان‌های فناوری جورجیا و ماساچوست به‌دنبال روشی جدید برای آزمودن نانوذرات بدون انجام آزمایش سلولی هستند تا امکان آزمایش همزمان صدها نوع مختلف از نانوذرات را فقط در تعداد انگشت‌شماری از حیوانات فراهم آورند. مطالعه اصلی در آزمایشگاه‌های رابرت لنگر (Rabert Langer) و دنیل اندرسون (Daniel Anderson) در دانشگاه ام‌آی‌تی صورت گرفت و نتیجه آن در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences در تاریخ ششم فوریه به چاپ رسید. جیمز دلمن (James Dahlman) استادیار دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه جورجیا و نویسنده اصلی مقاله اعلام کرد: ما به‌دنبال درک صحیحی از فاکتورهای موثر در رهایش نانوذرات هستیم و این روش جدید نه‌تنها به ما در فهم این فاکتورها کمک می‌کند؛ بلکه در درک چگونگی تاثیر فاکتورهای بیماری‌زا بر فرآیند هم موثر است.

جیمز دلمن استادیار دانشگاه جورجیا تراشه میکروفلوئیدیک قابل استفاده در ساخت نانوذرات مناسب برای رهایش ژن‌های درمانی را در دست گرفته است.

جهت آماده‌سازی نانوذرات برای آزمایش، محققان قطعه‌ای از دی‌ان‌ای را به هر نانوذره متصل می‌کنند و نانوذرات را به بدن موش‌هایی تزریق می‌کنند که ارگان‌های مختلف‌شان برای حضور این بارکدها آزمایش شده‌اند. با استفاده از این فناوری محققان قادر به استفاده از قطعات ژن برای آزمایش همزمان نانوذراتی هستند که با قطعه منحصر‌به‌فرد دی‌ان‌ای کدگذاری شده است. محققان نه‌تنها به‌دنبال رهایش نانوذرات مناسب درمان هستند، بلکه به‌دنبال رهایش انتخابی آنها به ارگان‌های خاص هستند. این عوامل درمانی برچسب‌خورده می‌تواند به‌طور مثال تنها وارد تومورها شده و به بافت اطراف آسیبی وارد نکنند. عوامل درمانی بیماری‌های قلبی هم می‌توانند تنها در بافت قلب تجمع یابند.

هرچند قسمت عمده‌ای از این مطالعه به روش‌های کنترل‌کننده تخصیص یافته است، محققان تنها ۳۰ نانوذره را که در هشت ارگان مختلف توزیع شده بودند، بررسی کردند. این بررسی نشان داد برخی نانوذرات وارد بافت خاصی نمی‌شوند، در حالی که برخی از آنها وارد چند ارگان می‌شوند. این آزمون شامل نانوذراتی بود که انتخاب‌پذیری آنها قبلا در ریه و کبد بررسی شده بود و نتایج روش جدید با آزمون‌های گذشته مطابقت داشت.

قطعات بارکد دی‌ان‌ای تک‌رشته‌ای هم‌اندازه با الیگونوکلئوتیدهایی چون آراِن‌ای و اس‌آی‌آر‌اِن‌ای توسعه‌یافته برای موارد درمانی هستند. این مطالعه نشان داد که این نانوذرات برای رهایش عوامل درمانی فعال قابل استفاده نبوده و نیاز به مطالعه بیشتری در این زمینه است. دلمن افزود: ما امیدواریم در آینده بتوانیم هزاران نانوذره را به‌طور همزمان بسنجیم. نانوذرات ساختار پیچیده‌ای دارند؛ زیرا برای هر ماده زیستی موجود شما می‌توانید صدها نوع مختلف از نانوذرات در اندازه و ترکیب‌های مختلف فراهم کنید.

 

 

این نانوذرات برای استفاده در غربالگری جهت بررسی توانایی آنها در رهایش عوامل درمانی قابل استفاده هستند. علاوه بر شتاب دادن به روند غربالگری، این روش نیاز به مدل‌های حیوانی کمتری خواهد داشت. شاید کمتر از سه حیوان برای آزمون نانوذرات کافی باشد.

هشدارهای کمی برای استفاده از این روش وجود دارد. برای جلوگیری از انباشت نانوذرات تنها ذراتی که در محیط‌های آبی پایدار هستند بررسی می‌شوند و از میان آنها تنها نانوذرات غیرسمی غربالگری می‌شوند و محققان باید التهاب‌های بالقوه ناشی از افزودن دی‌ان‌ای را کنترل کنند. دلمن اضافه کرد: درمان‌های نوکلئیک اسیدی برای طیف وسیعی از بیماری‌های سخت مناسب خواهند بود و ما امیدواریم این روش بتواند کمکی موثر برای درمان این بیماری‌ها، چگونگی تاثیر داروها بر سلول‌های مختلف و در نهایت انتقال داروها به مکان خاص خود دارو باشد.

منبع:

Daniel Anderson, Robert Langer, Eric Wang, Yiping Xing and Chloe Dlott, Barcoded nanoparticles for high throughput in vivo discovery of targeted therapeutics, PNAS

More from فرانک بنی‌احمد

کدگذاری دی‌ان‌ای، آزمودن سریع نانوذرات در رهایش دارو

کد خبر: ۵۱۱۲۴۱ استفاده از قطعات کوچک دی‌ان‌ای به‌عنوان بارکد روشی جدید...
مشاهده مطلب

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *