تحولی بزرگ در ساخت واکسنهای نوین با کمک نانوذرات
به گزارش صنایع نو، یک ذرهی انتقالدهندهی جدید که در MIT توسعه یافته است، میتواند واکسنهای mRNA را مؤثرتر کند و احتمالاً هزینه هر دوز واکسن را کاهش دهد.
در پژوهشهای انجامشده بر روی موشها، محققان نشان دادند واکسن mRNA آنفلوآنزا که با نانوذرات چربی جدید آنها منتقل شده بود، همان پاسخ ایمنی را ایجاد کرد که واکسن مبتنی بر نانوذرات تأییدشده توسط FDA ایجاد میکند، اما تنها با حدود یکصدم دوز معمول.
دنیل اندرسون، استاد مهندسی شیمی MIT و عضو مؤسسه کوخ برای پژوهشهای جامع سرطان و مؤسسه مهندسی پزشکی و علوم (IMES) میگوید: «یکی از چالشهای واکسنهای mRNA، هزینه بالای آنهاست. وقتی به تولید واکسنی فکر میکنید که باید بهطور گسترده توزیع شود، هزینهها واقعاً بالا میرود. هدف ما ساخت نانوذراتی است که بتوانند پاسخ ایمنی مؤثر و ایمنی ایجاد کنند، اما با دوز بسیار پایینتر.»
پژوهشگران میگویند هرچند از این ذرات برای انتقال واکسن آنفلوآنزا استفاده شده است، اما میتوان از آنها برای واکسنهای کووید-۱۹ و سایر بیماریهای عفونی نیز بهره برد.
اندرسون نویسنده ارشد این پژوهش است که در نشریه Nature Nanotechnology منتشر شده. نویسندگان اصلی مقاله عبارتاند از آرناب رودرا (دانشمند مهمان در مؤسسه کوخ)، آکاش گوپتا (پژوهشگر مؤسسه کوخ) و کیلن رید (دانشجوی دکتری MIT).
انتقال کارآمدتر
برای محافظت از واکسنهای mRNA در برابر تجزیه پس از تزریق، این مولکولها درون نانوذرات چربی (LNP) قرار میگیرند. این کرههای چربی به mRNA کمک میکنند تا وارد سلول شود و قطعهای از پروتئین ویروسی (مانند آنفلوآنزا یا SARS-CoV-2) را تولید کند.
در پژوهش جدید، تیم MIT بهدنبال طراحی ذراتی بود که بتوانند پاسخ ایمنی مؤثر ایجاد کنند اما با دوز کمتر از ذراتی که اکنون در واکسنهای کووید-۱۹ استفاده میشوند. این کاهش دوز میتواند هزینه واکسن را پایین آورده و همچنین احتمال عوارض جانبی را کاهش دهد.
نانوذرات LNP معمولاً از پنج جزء تشکیل میشوند: یک چربی قابل یونش، کلسترول، فسفولیپید کمکی، چربی پلیاتیلنگلیکول، و mRNA. در این مطالعه تمرکز بر روی چربی قابل یونش بود که نقشی کلیدی در قدرت واکسن دارد.
با تکیه بر شناخت ساختارهای شیمیایی مؤثر بر کارایی انتقال، محققان کتابخانهای از چربیهای قابل یونش جدید طراحی کردند که شامل ساختارهای حلقوی برای بهبود انتقال mRNA و گروههای شیمیایی به نام «استر» برای افزایش تجزیهپذیری زیستی بودند.
این ترکیبها در موشها مورد آزمایش قرار گرفتند تا مشخص شود کدامیک بهترین انتقال را برای ژن «لوسیفراز» (پروتئینی زیستتاب) دارند. پس از شناسایی بهترین ترکیب، پژوهشگران مجموعهای از واریانتهای جدید آن را ساختند و مجدداً آزمایش کردند.
از این فرایند غربالگری، نانوذرهای به نام AMG1541 بهعنوان گزینه برتر معرفی شد. ویژگی کلیدی این ذرات جدید، توانایی بالاتر در غلبه بر مانع اصلی انتقال، یعنی «گریز از اندوزوم» است. پس از ورود نانوذرات به سلول، آنها در محفظههایی به نام اندوزوم محبوس میشوند و برای آزادسازی mRNA باید از آن خارج شوند. ذرات جدید در این مرحله بسیار کارآمدتر عمل کردند.
مزیت دیگر این ذرات آن است که گروههای استری در دم آنها باعث میشود پس از تحویل محموله، بهسرعت تجزیه و از بدن دفع شوند؛ موضوعی که احتمال بروز عوارض جانبی را کاهش میدهد.
واکسنهای قدرتمندتر
برای نمایش کاربردهای بالقوه AMG1541، محققان از آن برای انتقال واکسن mRNA آنفلوآنزا در موشها استفاده کردند و کارایی آن را با واکسنی که از چربی تأییدشده FDA با نام SM-102 (استفادهشده در واکسن مدرنا) ساخته شده بود، مقایسه کردند.
موشهایی که واکسن جدید را دریافت کردند، پاسخ پادتن مشابهی با گروه دیگر نشان دادند، اما تنها با یکصدم دوز معمول.
رودرا میگوید: «تقریباً صد برابر دوز کمتر استفاده شده، ولی همان میزان آنتیبادی تولید میشود. اگر این نتایج در انسان نیز تکرار شود، میتواند بهطور چشمگیری هزینهها را کاهش دهد.»
آزمایشهای بیشتر نشان داد که LNPهای جدید بهتر میتوانند mRNA را به سلولهای ایمنی کلیدی به نام سلولهای ارائهدهنده آنتیژن برسانند؛ سلولهایی که آنتیژنهای بیگانه را تجزیه کرده و بر سطح خود نمایش میدهند تا سایر سلولهای ایمنی (B و T) را فعال کنند.
این نانوذرات همچنین تمایل بیشتری برای تجمع در گرههای لنفاوی دارند، جایی که سلولهای ایمنی فراوانی حضور دارند.
به گفته پژوهشگران، استفاده از این ذرات در واکسنهای آنفلوآنزا میتواند به تولید واکسنهایی کمک کند که بهتر با گونههای در گردش هر زمستان مطابقت دارند.
رید میگوید:«در واکسنهای سنتی آنفلوآنزا، تولید باید تقریباً یک سال زودتر آغاز شود. اما با mRNA، میتوان تولید را بسیار دیرتر آغاز کرد و پیشبینی دقیقتری از سویههای در گردش داشت، که میتواند کارایی واکسنها را افزایش دهد.»
محققان میافزایند که این ذرات میتوانند برای واکسنهای کووید-۱۹، HIV و سایر بیماریهای عفونی نیز سازگار شوند.
گوپتا میگوید:«ما دریافتیم که این ذرات عملکرد بسیار بهتری نسبت به هر آنچه تاکنون گزارش شده دارند. به همین دلیل معتقدیم پلتفرمهای LNP ما میتوانند برای توسعه واکسنهای تزریقی در برابر انواع بیماریها مورد استفاده قرار گیرند.»
نظرات کاربران
هنوز نظری ثبت نشده است.