به گزارش افرنگ خبر /به نقل از نانومگزین، مهندسان حوزه نانو در "دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو" (UCSD)، روشی جدید و احتمالا موثرتر برای رساندن "آران‌ای پیام‌رسان"(mRNA) به سلول‌ها ابداع کرده‌اند. روش آنها، محصور کردن آران‌ای پیام‌رسان در نانوذراتی را شامل می‌شود که رفتار ویروس آنفلوانزا را تقلید می‌کنند. این یک روش طبیعی کارآمد برای انتقال مواد ژنتیکی مانند آران‌ای به داخل سلول‌ها است.

این پژوهش، به یک چالش بزرگ در زمینه دارورسانی می‌پردازد که وارد کردن مولکول‌های بزرگ دارو به سلول‌ها و محافظت از آنها در برابر اندامک‌هایی موسوم به "اندوزوم"(Endosome) را شامل می‌شود. این حباب‌های کوچک پر از اسید، در سلول مانند موانعی عمل می‌کنند که مولکول‌های بزرگی را که سعی دارند به آن وارد شوند، به دام می‌اندازند و هضم می‌کنند. برای این که داروهای بیولوژیکی پس از قرار گرفتن در سلول، کار خود را انجام دهند، به راهی برای فرار کردن از اندوزوم‌ها نیاز دارند.

"لیانگفانگ ژانگ"(Liangfang Zhang)، استاد مهندسی نانو در دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو و از پژوهشگران این پروژه گفت: روش‌های کنونی رساندن آران‌ای، مکانیسم‌های چندان مؤثری برای فرار از اندوزوم ندارند؛ بنابراین مقدار آران‌ای پیام‌رسانی که در سلول‌ها منتشر می‌شود و اثر خود را نشان می‌دهد، بسیار کم است. بیشتر این آران‌ای‌های پیام‌رسان هنگام به کار گرفتن، هدر می‌روند.

وی افزود: دستیابی به فرار کارآمد از اندوزوم می‌تواند شرایط را در مورد واکسن‌ها و درمان‌های مبتنی بر آران‌ای پیام‌رسان تغییر دهد. اگر بتوان مقدار بیشتری از آران‌ای پیام‌رسان را به سلول‌ها وارد کرد، بدان معناست که می‌توان دوز بسیار کمتری از واکسن آران‌ای پیام‌رسان را به کار برد. این موضوع می‌تواند عوارض جانبی را کاهش دهد و در عین حال به همان اثربخشی دست یابد. همچنین، این روش می‌تواند انتقال "آران‌ای کوچک مداخله‌گر"(siRNA) به سلول‌ها را که در برخی از انواع ژن‌درمانی استفاده می‌شود، بهبود ببخشد.

ویروس‌ها در طبیعت، به خوبی از اندوزوم فرار می‌کنند. برای نمونه، ویروس "آنفلوانزای نوع اِی"(Influenza A virus)، پروتئین ویژه‌ای موسوم به "هماگلوتینین"(Hemagglutinin) را روی سطح خود دارد. هنگامی که این پروتئین توسط اسید درون اندوزوم فعال می‌شود، ویروس را ترغیب می‌کند تا غشای خود را با غشای اندوزوم ترکیب کند. این کار به ویروس کمک می‌کند تا بدون آسیب دیدن، به انتشار ماده ژنتیکی خود در سلول‌ میزبان بپردازد.

ژانگ و گروهش، نانوذرات مبتنی بر آران‌ای پیام‌رسان را ابداع کردند که توانایی مشابه ویروس آنفلوانزا داشتند. پژوهشگران برای ساخت این نانوذرات، سلول‌ها را در آزمایشگاه به صورت ژنتیکی مهندسی کردند تا سلول‌ها بتوانند پروتئین هماگلوتینین را روی غشای خود بیان کنند. سپس پژوهشگران، غشاها را از سلول‌ها جدا کردند، آنها را به قطعات کوچک تجزیه کردند و نانوذرات ساخته‌شده از یک پلیمر قابل تجزیه زیستی را که از پیش در مولکول‌های آران‌ای پیام‌رسان محصور شده بودند، با آنها پوشاندند.

محصول نهایی، نانوذراتی شبیه ویروس آنفلوانزا است که می‌تواند به سلول وارد شود، از اندوزوم بیرون برود و بار آران‌ای پیام‌رسان آن را آزاد کند تا کار خود را انجام دهد و دستور تولید پروتئین را برای سلول صادر کند.

پژوهشگران، این نانوذرات را روی موش‌ها آزمایش کردند. نانوذرات با آران‌ای پیام‌رسان که پروتئینی موسوم به "سیپریدینا لوسیفراز"(Cypridina luciferase) را رمزگذاری می‌کند، محصور شده بودند. موش‌ها این نانوذرات را هم از راه بینی و هم از راه تزریق وریدی دریافت کردند. پژوهشگران از بینی موش‌ها تصویربرداری کردند و خون موش‌ها را نیز مورد بررسی قرار دادند و توانستند مقدار قابل توجهی سیگنال زیست‌تابی را پیدا کنند. این سیگنال نشان می‌داد که نانوذرات مشابه ویروس آنفلوانزا، محموله‌های آران‌ای پیام‌رسان خود را به ‌طور مؤثر به سلول‌ها رسانده‌اند.

پژوهشگران در حال حاضر، سیستم خود را برای رساندن محموله‌های درمانی مبتنی بر آران‌ای پیام‌رسان و آران‌ای کوچک مداخله‌گر آزمایش می‌کنند.

این پژوهش، در مجله "Angewandte Chemie International Edition" به چاپ رسید.