روش جدیدی برای افزایش تاثیر نانوداروها در بدن - کشتی کروز

به گزارش خبرنگاران و به نقل از نانومگزین، پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا(UPenn)، روش تازه و موثری ارائه داده اند که اجازه نمی دهد پروتئین های بدن با نانوداروها مانند مهاجمان بیگانه رفتار نمایند. در این روش، نانوداروها با یک پوشش احاطه می شوند تا واکنش ایمنی که می تواند تاثیر درمان را از بین ببرد، سرکوب نمایند.

هنگامی که نانوذرات اصلاح نشده به جریان خون تزریق می شوند، به وسیله عناصری از سیستم ایمنی موسوم به پروتئین های مکمل مورد هجوم قرار می گیرند که به بروز واکنش التهابی منجر می گردد و اجازه نمی دهد که نانوذرات به اهداف درمانی خود در بدن برسند. سایر پژوهشگران، روش هایی را برای کاهش دادن این مشکل ابداع نموده اند اما پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا، برترین روش را ارائه داده اند. روش آنها، پوشاندن نانوذرات با سرکوب نماینده های طبیعی پروتئین های مکمل است.

نانوذرات، کپسول های کوچکی هستند که معمولا از پروتئین ها یا مولکول های مبتنی بر چربی ساخته شده اند و مانند وسیله ای برای انتقال دادن انواع خاصی از درمان یا واکسن عمل می نمایند. شناخته شده ترین نمونه داروهای تحویل داده شده با نانوذرات، واکسن های مبتنی بر آران ای پیغام رسان برای مقابله با کووید-19 هستند. جیکوب برنر(Jacob Brenner)، از پژوهشگران این پروژه گفت: این یکی از فناوری هایی است که فوری و بهتر از حد انتظار عمل می نماید.

حمله پروتئین های مکمل

درمان های مبتنی بر آران ای یا DNA معمولا به سیستم های انتقال احتیاج دارند تا آنها را به وسیله جریان خون به اندام های مورد نظر برسانند. ویروس های بی ضرر اغلب به عنوان حامل یا ناقل این درمان ها استفاده می شوند اما نانوذرات، جایگزین های ایمن تری هستند. بعلاوه، نانوذرات را می توان با پادتن ها یا مولکول های دیگری که به آنها یاری می نمایند تا دقیقا روی بافت های مورد نظر قرار بگیرند، برچسب گذاری کرد.

به رغم امیدبخش بودن پزشکی مبتنی بر نانوذرات، این روش به علت مشکل حمله پروتئین های مکمل، بسیار محدود شده است. پروتئین های مکمل، با نانوذرات به گونه ای رفتار می نمایند که گویی باکتری هستند. آنها بلافاصله سطوح نانوذرات را می پوشانند و گلبول های سفید را احضار می نمایند تا مهاجمان را ببلعند.

پژوهشگران کوشش نموده اند تا از راه پوشاندن نانوذرات با مولکول های استتارنماینده، این مشکل را کاهش دهند. برای نمونه، ترکیب آلی پلی اتیلن گلیکول(PEG)، مولکول های آب را جذب می نماید تا یک پوسته آبکی و محافظ را در اطراف نانوذرات تشکیل دهد.

در هر حال، نانوذرات استتار شده با پلی اتیلن گلیکول یا سایر مواد محافظ، هنوز هم کمی در معرض حمله پروتئین های مکمل قرار دارند. به طور کلی، داروهای مبتنی بر نانوذرات که باید در جریان خون حرکت نمایند تا کار خود را انجام دهند، کارآیی بسیار پایینی معمولا کمتر از یک درصد در رسیدن به اندام های مورد نظر خود داشته اند.

یک راهبرد جایگزین

پژوهشگران در این پروژه، یک راهبرد جایگزین را برای محافظت از نانوذرات ارائه نموده اند. این راهبرد مبتنی بر پروتئین های طبیعی مهارنماینده مکمل است که در خون گردش می نمایند و به سلول های انسانی متصل می شوند تا از آنها در برابر حمله پروتئین های مکمل محافظت نمایند.

پژوهشگران در آنالیز های آزمایشگاهی دریافتند که پوشاندن نانوذرات استاندارد با پلی اتیلن گلیکول یا با یکی از مهارنماینده های مکمل موسوم به فاکتور I یا (Factor I)، محافظت بسیار بهتری را در برابر حمله مکمل ها ایجاد می نماید. در موش ها، همین راهبرد توانست طول عمر نانوذرات استاندارد در جریان خون را افزایش دهد و به تعداد بیشتری از آنها امکان داد تا به اهداف خود برسند.

جیکوب میرسون(Jacob Myerson)، از پژوهشگران این پروژه گفت: بسیاری از باکتری ها نیز برای محافظت در برابر حمله مکمل ها، خود را با این عوامل می پوشانند. بنابراین، ما تصمیم گرفتیم که این راهبرد را برای محافظت از نانوذرات به کار بگیریم.

پژوهشگران در مجموعه ای از آزمایش ها روی موش های مبتلا به بیماری های التهابی شدید نشان دادند که اتصال فاکتور I به نانوذرات، از بروز واکنش بیش از مقدار آلرژیک که می تواند کشنده باشد، جلوگیری می نماید.

پیش از به کار بردن نانوداروهای حاوی فاکتور I در انسان، باید آزمایش های بیشتری انجام شوند اما به گفته پژوهشگران، اتصال پروتئین سرکوب نماینده مکمل می تواند نانوذرات را به عنوان وسایل انتقال درمان، ایمن تر و کارآمدتر کند تا بتوان از آنها حتی در موارد ابتلا به بیماری شدید استفاده کرد.

پژوهشگران در نظر دارند تا راهبردهایی را نه تنها برای محافظت از نانوداروها، بلکه برای محافظت از تجهیزات پزشکی مانند کاتترها، استنت ها و لوله های دیالیز که در معرض حمله مکمل ها قرار دارند، توسعه دهند. آنها بعلاوه قصد دارند پروتئین های محافظ دیگری را در کنار فاکتور I آنالیز نمایند.

بنر گفت: ما اکنون متوجه شده ایم که دنیا کاملی از پروتئین ها وجود دارد که می توانیم آنها را روی سطح نانوذرات قرار دهیم تا از نانوذرات در برابر حمله ایمنی محافظت کنیم.

این پژوهش، در مجله Advanced Materials به چاپ رسید.