ارسال مستقیم ژن‌درمانی به ریه‌ها با نانوذرات
تاریخ انتشار: ۱۴ فروردین ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۷۴۴۷۲۱۵
به گزارش خبرگزاری صدا و سیما و به نقل از نیواطلس، ایجاد درمان‌های موثر برای بیماری‌های ژنتیکی ریه مانند «فیبروز سیستیک» (Cystic fibrosis) چالش‌برانگیز است، اما شاید این چالش زیاد ادامه نداشته باشد، زیرا دانشمندان سعی دارند نوع جدیدی از نانوذره را توسعه دهند که می‌تواند فناوری ویرایش ژن را مستقیما به ریه‌های موش منتقل کند.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
با نقشه‌برداری از ژنوم انسان و مطالعات گسترده ژنوم که جهش‌های ژنتیکی تعریف‌شده را با بیماری‌های شناخته‌شده مرتبط می‌سازند، تمرکز بسیاری از پژوهش‌ها بر توسعه ژن‌درمانی برای هدف قرار دادن علل ژنتیکی بیماری بوده است.
«آران‌ای پیام‌رسان» (mRNA) یک عامل درمانی نسبتا جدید است که برای پیشگیری و درمان برخی بیماری‌های ژنتیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد، اما آران‌ای پیام‌رسان برای داشتن عملکرد مؤثر در بدن، به یک سامانه انتقال پایدار نیاز دارد که از آن در برابر تخریب محافظت کند و به آن امکان دهد که به سلول‌ها وارد شود تا محموله‌های تغییردهنده ژن را به مقصد برساند.
نانوذرات ثابت کرده‌اند که روش موثری برای انتقال دادن آران‌ای پیام‌رسان هستند. در هر حال، انتقال نانوذرات حامل آران‌ای پیام‌رسان نیز چالش‌های خود را دارد. رساندن آن به قسمت درستی از بدن و تأثیر نگذاشتن بر سایر اندام‌ها می‌تواند یک مشکل باشد. نانوذرات تزریقی محصورشده در یک کُره لیپیدی، پیشتر مؤثر بوده‌اند. آن‌ها نشان دادند که از تخریب آران‌ای پیام‌رسان جلوگیری می‌کنند و توانایی هدف‌گیری سلولی را بهبود می‌بخشند.
پژوهشگران دانشگاه «ام‌آی‌تی» (MIT)، نانوذره لیپیدی امیدوارکننده‌ای را ابداع کرده‌اند که ریه‌ها را هدف قرار می‌دهد تا بتواند آران‌ای پیام‌رسان تغییردهنده ژن را به مقصد برساند.
پژوهشگران، نانوذراتی را ابداع کردند که شامل یک سرگروه با بار مثبت است که به ذرات کمک می‌کند تا با آران‌ای پیام‌رسان دارای بار منفی تعامل داشته باشند و یک دنباله لیپیدی بلند که به عبور ذرات از غشای سلولی به درون سلول کمک می‌کند. آن‌ها پیش از شناسایی ساختار نانوذراتی که می‌توانند به ریه‌ها برسد، ۷۲ سرگروه و ۱۰ دنباله لیپیدی با ساختار‌های شیمیایی متفاوت را آزمایش کردند.
هنگامی که ساختار نانوذرات لیپیدی موثر پیدا شد، پژوهشگران آن را روی موش‌ها آزمایش کردند. آن‌ها دریافتند که با استفاده از روشی به نام «القای داخل تراشه» (Intratracheal instillation) می‌توانند این نانوذرات را برای انتقال دادن آران‌ای پیام‌رسان رمزگذار اجزای ویرایش ژن کریسپر به ریه‌های حیوانات به کار ببرند که امکان کنترل دوز بیشتری را نسبت به استنشاق فراهم می‌کند.
اجزای منتقل‌شده، یک سیگنال توقف رمزگذاری‌شده ژنتیکی را قطع کردند، ژن یک پروتئین فلورسنت سبز را روشن کردند و به پژوهشگران امکان دادند تا تعیین کنند که چند درصد از سلول‌های ریه، آران‌ای پیام‌رسان را با موفقیت بیان کرده‌اند.
پژوهشگران دریافتند که پس از یک دوز آران‌ای پیام‌رسان، حدود ۴۰ درصد از سلول‌های اپیتلیال ریه، فرآیند «ترافرست» (Transfection) را پشت سر گذاشتند. ترافرست، فرآیند وارد کردن مواد ژنتیکی به سلول است. دو دوز آران‌ای پیام‌رسان، این آمار را به بیش از ۵۰ درصد و سه دوز به ۶۰ درصد افزایش داد. هر یک از سلول‌های اپیتلیال که برای درمان بیماری ریه کلیدی هستند، فرآیند ترافرست را تا حدود ۱۵ درصد پشت سر گذاشتند.
«بوون لی» (Bowen Li)، پژوهشگر ارشد این طرح گفت: این بدان معناست که سلول‌هایی که ما قادر به ویرایش آن‌ها بودیم، واقعا سلول‌های مورد نظر برای بیماری ریه هستند. این لیپید می‌تواند ما را قادر سازد تا آران‌ای پیام‌رسان را بسیار موثرتر از هر سیستم تحویل دیگری که تاکنون گزارش شده است، به ریه برسانیم.
استفاده از نانوذرات لیپیدی به جای «ویروس مرتبط با آدنو» (AAV) که روش دیگری برای ارائه ژن‌درمانی است، یک مزیت متمایز را ارائه کرد. اگرچه روش AAV موثر است، اما یک واکنش ایمنی را در بدن ایجاد می‌کند و به همین دلیل نمی‌توان آن را به طور مکرر روی یک شخص به کار گرفت. نانوذرات لیپیدی، واکنش ایمنی ایجاد نمی‌کنند و به همین دلیل، در صورت نیاز می‌توان چندین دوز تجویز کرد.
به علاوه، پژوهشگران دریافتند که نانوذرات جدید به سرعت تجزیه می‌شوند و ظرف چند روز از ریه‌ها پاک می‌شوند. در نتیجه، خطر التهاب را کاهش می‌دهند. این نانوذرات را می‌توان در آینده برای اصلاح جهش ژنتیکی که عامل بروز فیبروز سیستیک و سایر بیماری‌های ژنتیکی ریه است، مورد استفاده قرار داد.
«دنیل اندرسون» (Daniel Anderson)، از پژوهشگران این طرح گفت: این نخستین نمونه از تحویل بسیار کارآمد آران‌ای به ریه‌های موش است. ما امیدواریم که بتوان از این روش برای درمان یا ترمیم طیف گسترده‌ای از بیماری‌های ژنتیکی از جمله فیبروز سیستیک استفاده کرد.
این گروه پژوهشی در حال کار کردن روی پایدارتر کردن نانوذرات جدید هستند تا بتوان آن‌ها را از طریق یک «نبولایزر» (Nebulizer) استنشاق کرد یا با یک واکسن آران‌ای پیام‌رسان که مستقیما به ریه‌ها فرستاده می‌شود، مورد استفاده قرار داد.
این پژوهش، در مجله «Nature Biotechnology» به چاپ رسید.
منبع: خبرگزاری صدا و سیما
کلیدواژه: بیماری های ژنتیکی ریه ها سلول ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.iribnews.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری صدا و سیما» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۴۴۷۲۱۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
نقشه ژنتیکی پرواز: پستانداران چگونه تکامل یافتند تا در هوا شناور بمانند؟
مردم برای توصیف امور غیرممکن می‌گویند «وقتی خوک‌ها پرواز می‌کنند». اما حتی اگر بیشتر پستانداران در تمام عمرشان به‌طور کامل روی زمین زندگی کرده باشند، توانایی پرواز بارها و بارها در طول تکامل پستانداران، در گونه‌هایی از خفاش‌ها گرفته تا سنجاب‌های پرنده، تکامل یافته است.
به گزارش زومیت، اما پستانداران چگونه تکامل یافتند تا پرواز کنند؟ گروهی از محققان به رهبری دانشگاه پرینستون و کالج پزشکی بیلور در آمریکا، در مطالعه‌ای که به‌تازگی در مجله‌ی نیچر منتشر شده است، اساس ژنومی و تکاملی «بال‌پوست» را توضیح داده‌اند. بال‌پوست، غشای پوستی نازک و انعطاف‌پذیری است که فاصله‌ی میان دست و پاهای برخی گونه‌های پستانداران را می‌پوشاند و به آن‌ها امکان می‌دهد در هوا اوج بگیرند.
به‌گزارش سای‌تک‌دیلی، دکتر ریکاردو مالارینو، استادیار زیست‌شناسی مولکولی در پرینستون و نویسنده‌ی همکار مطالعه، می‌گوید: «به‌طور دقیق نمی‌دانیم که از دیدگاه مولکولی و ژنتیکی، چگونه ویژگی‌ها و سازگاری‌های جدید سرچشمه می‌گیرند. ما می‌خواستیم بررسی کنیم که چگونه یک نوآوری تکاملی به وجود می‌آید.»
گروه محققان برای درک بهتر تکامل بال‌پوست، روی کیسه‌داران متمرکز شدند. دلیل انتخاب کیسه‌داران این است که توانایی شناور ماندن (گلاید کردن) بارها و بارها با تغییرات تشریحی مشابه، در کیسه‌دارانی با رابطه‌ی تنگاتنگ، مانند بادپر شکری دیده شده است. بادپر شکری کیسه‌داری چنان کوچک است که در جیب جا می‌شود و به عنوان یک حیوان خانگی عجیب‌و‌غریب، بسیار محبوب است.
درک توانایی گلاید از منظر ژنتیکیمحققان کالج بیلور با توالی‌یابی ژنوم ۱۵ گونه از کیسه‌داران، توالی‌های دی‌ان‌ای را در هر دو گونه‌های پروازی و بستگان غیرپروازی آن‌ها، تعیین کردند. مقایسه‌ی توالی‌ها، تکامل سریع‌تری را در نزدیکی ژنی به نام Emx2 آشکار کرد.
ژن Emx2 با استفاده از نقشه‌ای ژنتیکی که در همه‌ی پستانداران وجود دارد، بال‌پوست را به وجود آورده است
دکتر ارز لیبرمن آیدن، استاد ژنتیک مولکولی و انسانی در بیلور و نویسنده‌ی همکار مطالعه، می‌گوید: «جالب اینجاست که به نظر نمی‌رسد توالی ژن در جایی رخ داده باشد که مرتبط‌ترین تغییرات در آن به وجود می‌آید. در عوض، تغییرات کلیدی در توالی‌های دی‌ان‌ای کوتاهی به نام «افزاینده‌ها» رخ می‌دهد که در نزدیکی ژنوم قرار دارند. افزاینده‌های در‌حال تغییر، نحوه و مکان فعالیت ژن Emx2 را در بدن تغییر می‌دهند و باعث تکامل پرواز می‌شوند.»
ساز‌و‌کار‌های تکاملی و رویکردهای تجربیخورخه مورنو، دانشجوی تحصیلات تکمیلی در آزمایشگاه مالارینو و نویسنده‌ی اول مطالعه، می‌گوید درک تغییرات اساسی که در سطح ژنومیک رخ می‌دهد تا این‌گونه صفات همگرا را ظاهر کند، دارای اهمیت است. زیرا می‌تواند به ما بگوید که آیا تکامل، مسیر کمترین مقاومت را هدف قرار داده است یا خیر. نتیجه یکسان است، اما مسیرهای متفاوتی برای رسیدن به آن وجود دارد.
محققان در مرحله‌ی بعدی، قصد داشتند که ایده‌ها را آزمایش کنند. آن‌ها برای انجام این کار، از منحصربه‌فردترین ویژگی کیسه‌داران، یعنی کیسه‌ی آن‌ها استفاده کردند.
دکتر الگا دودچنکو، استادیار ژنتیک مولکولی و انسانی در بیلور و نویسنده‌ی همکار مقاله، می‌گوید بچه کانگوروهای کیسه‌دار، در مراحل رشد بسیار زودتری نسبت به پستانداران معمولی متولد می‌شوند. به جای اینکه رشد در شکم مادر ادامه یابد، آن‌ها به داخل کیسه‌ی او می‌خزند و تا زمانی که آماده شوند تا مستقل از مادر به زندگی ادامه بدهند، همان‌جا می‌مانند. این حقیقت که آن‌ها دقیقاً در کیسه قرار می‌گیرند، مطالعه‌ی چگونگی تأثیر ژن‌های فردی مانند Emx2 بر رشد کیسه‌داران را بسیار آسان‌تر می‌کند.
محققان نشان دادند که ژن Emx2، با استفاده از نقشه‌ای ژنتیکی که احتمالاً در همه‌ی پستانداران وجود دارد، بال‌پوست کیسه‌داران را به وجود آورده است. به عنوان مثال، ژن Emx2 در پوست هر دو طرف بدن موش‌ها و بادپرهای شکری فعال است، اما در بادپر شکری، برای مدت طولانی‌تری بیان شده است.
دودچنکو خاطرنشان می‌کند: «با اصلاح افزاینده‌های حیاتی ژن Emx2، گونه‌ها یکی پس از دیگری از این برنامه‌ی جهانی بهره برده‌اند تا توانایی شناور ماندن در هوا را به‌دست آورند.» این خبر برای خوک‌هایی که امید دارند روزی به آسمان برسند، بسیار دلگرم‌کننده است.
کانال عصر ایران در تلگرام
حقوق کدام یک از ایثارگران در سال ۱۴۰۳ افزایش داشت؟