پژوهشگران ˮدانشگاه هارواردˮ، یک سیستم جدید دارورسانی ابداع نموده اند که می تواند برای درمان بیماریهای ژنتیکی امیدوارکننده باشد.
به گزارش روش سئو به نقل از ایسنا و به نقل از وب سایت رسمی “دانشگاه هاروارد”(Harvard University)، گروهی از پژوهشگران با بهره گیری از “ذرات مهندسی شده شبه ویروس بدون DNA” یا(eVLP)، یک سیستم دارورسانی جدید را برای بسته بندی و انتقال پروتئین های ویرایش کننده ژن به مدلهای حیوانی بیماری ابداع نموده اند. آنها از ذرات eVLP برای ویرایش یک ژن در موش ها استفاده کردند که با سطح بالای کلسترول مرتبط می باشد. این روش، بینایی را تا حدودی در موش های مبتلا به “جهش نقطه ای”(Point mutation) که موجب نابینایی ژنتیکی می شود، بازیابی کرد.
از آنجائیکه ذرات eVLP نسبت به برخی روش های مورد استفاده در مراکز درمانی، تحویل ایمن تر عوامل ویرایش ژن در بدن را امکانپذیر می کنند، این پلت فرم جدید می تواند یک فناوری امیدوارکننده برای تحویل درشت مولکول های درمانی در بدن حیوانات زنده با حداقل خطر ویرایش خارج از هدف یا ادغام با DNA باشد.
پژوهشگران در این پروژه، چگونگی توسعه ذرات ویروس مانند را برای ارائه ویرایشگرهای بنیادین توضیح می دهند. این ویرایشگرها، پروتئین هایی هستند که تغییرات قابل برنامه ریزی را در DNA و هسته پروتئین “کَس۹”(Cas9) که DNA را در نواحی هدف گذاری شده برش می دهد، ایجاد می کنند. پژوهشگران، عواملی را شناسایی نمودند که بر کارآیی انتقال ذرات شبه ویروس تأثیر می گذارند و نشان دادند که ذرات شبه ویروس مهندسی شده می توانند بر محدودیت های ساختاری گوناگون غلبه کنند. تحویل ایمن و کارآمد عوامل ویرایش ژن به سلول های انسان و حیوانات زنده، یک چالش بزرگ است. ذرات eVLP این گروه پژوهشی، اولین ذرات شبه ویروس هستند که سطوح درمانی ویرایشگرهای پایه را به سلول های مختلف حیوانات بالغ ارائه می دهند.
“دیوید لیو”(David Liu)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: انتقال درشت مولکول های درمانی به سلول های حیوانات پستاندار و نهایتاً انسان های بیمار، یکی از مهم ترین چالش های علوم زیستی است. اغلب بین تحویل آزمایشگاهی و درون جانداری، فاصله بسیار زیادی وجود دارد. بنابراین، ما در همان ابتدا تصمیم گرفتیم که فناوری تحویل جدید ما بتواند کارآیی خوبی را در مدلهای حیوانی نشان دهد.
این سیستم تحویل نوین، کاربرد جدیدی را برای ذرات شبه ویروس ارائه می دهد و بر موفقیت ویرایشگرهای بنیادین استوار است که آزمایشگاه لیو در سال ۲۰۱۶، آنها را برای بازنویسی پایگاه های DNA فردی مانند جهش هایی که عامل هزاران بیماری ژنتیکی هستند، توسعه داد.
ذرات شبه ویروس، مجموعه ای از پروتئین های ویروسی هستند که می توانند سلول ها را آلوده کنند اما مواد ژنتیکی ویروسی را ندارند. این ذرات مدت هاست که بعنوان وسیله ای برای دارورسانی مورد بررسی قرار گرفته اند. از آنجائیکه این ذرات، محموله های مولکولی را حمل می کنند و فاقد مواد ژنتیکی ویروسی هستند، می توانند از کارآیی و مزایای هدف گیری بافت بدون معایب استفاده از ویروس های واقعی استفاده کنند که مواد ژنتیکی خودرا به ژنوم سلول وارد می کنند و به بروز سرطان منجر می شوند. با این وجود، راهبردهای فعلی تحویل ذرات eVLP، اثر درمانی محدودی داشته اند.
پژوهشگران جهت استفاده موفقیت آمیز از ذرات eVLP، محدودیت های تحویل را شناسایی نمودند و به مهندسی اجزای این ذرات برای غلبه بر تنگناهای بسته بندی، انتشار و بومی سازی محموله پرداختند. آنها با این کار، نسل چهارم ذرات eVLP را توسعه دادند که ۱۶ برابر بیشتر از طرح های پیشین، محموله پروتئین ها را بسته بندی می کردند و کارآیی ویرایش در سلول ها و حیوانات را هشت تا ۲۶ برابر افزایش می دادند.
این گروه پژوهشی، سیستم بهینه سازی شده eVLP خودرا برای ارائه ویرایشگرهای بنیادین به کبد موش ها آزمایش کردند. آنها به ویرایش ژنی پرداختند که می تواند سطوح کلسترول بد را کم کند. تنها یک دفعه تزریق eVLP، به ویرایش ۶۳ درصدی ژن مورد نظر و کاهش ۷۸ درصدی سطح پروتئین آن منجر گردید و خطر مبتلاشدن به بیماری عروق کرونر قلب را بطور قابل توجهی کم کرد.
“آدیتیا راگورام”(Aditya Raguram)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: هدف قرار دادن کلسترول، جذابیت ویژه ای دارد برای اینکه فقط به افراد مبتلا به یک بیماری ژنتیکی نادر مربوط نیست. ما امیدواریم که این یکی از نمونه های ویرایش ژنوم باشد که به جمعیت زیادی سود می رساند برای اینکه سطح کلسترول، بر سلامت میلیاردها نفر تأثیر می گذارد.
همچنین، پژوهشگران از یک دفعه تزریق eVLP برای اصلاح جهش نقطه ای عامل بیماری در موش های مبتلا به اختلال ژنتیکی شبکیه استفاده کردند. آنها جهش نقطه ای را با ویرایش کمتری نسبت به سایر روش ها و بطور مؤثر تصحیح کردند که به بازیابی نسبی بینایی منجر گردید. همچنین، آنها ذرات eVLP را مستقیما به مغز موش تزریق کردند و حدود ۵۰ درصد کارآیی ویرایش را در سلول های در معرض eVLP مشاهده نمودند.
“ساماگیا بانسکوتا”(Samagya Banskota)، از پژوهشگران این پروژه، خوشبین است که ذرات eVLP به سبب سادگی نسبی سیستم و تطبیق پذیری آن، بسادگی توسط دانشمندان مورد استفاده قرار بگیرند.
بانسکوتا اظهار داشت: از آنجائیکه سیستم ما نسبتا ساده است و به آسانی مهندسی می شود، به دانشمندان دیگر امکان می دهد تا این فناوری را آسان تر به کار بگیرند و بر طبق آن کار کنند. ذرات eVLP فراتر از حمل ویرایشگرهای ژن، توانایی انتقال سایر درشت مولکول ها با پتانسیل درمانی بالا را دارند.
این پژوهش، در مجله “Cell” به چاپ رسید.
