آسان‌تر کردن واکسن‌های RNA برای بلعیدن —

علاوه بر آسان‌تر کردن واکسن‌ها، این رویکرد می‌تواند برای رساندن انواع دیگری از RNA یا DNA درمانی مستقیماً به دستگاه گوارش نیز استفاده شود که می‌تواند درمان اختلالات گوارشی مانند زخم‌ها را آسان‌تر کند.

جووانی تراورسو، دستیار توسعه شغلی کارل ون تاسل می گوید: “اسیدهای نوکلئیک، به ویژه RNA، می توانند بسیار حساس به تخریب به ویژه در دستگاه گوارش باشند. غلبه بر این چالش، رویکردهای متعددی را برای درمان، از جمله واکسیناسیون بالقوه از طریق دهان باز می کند.” استاد مهندسی مکانیک در MIT و متخصص گوارش در بریگهام و بیمارستان زنان.

در یک مطالعه جدید، تراورسو و همکارانش نشان دادند که می‌توانند از کپسولی که ساخته‌اند برای رساندن 150 میکروگرم RNA – بیش از مقدار مورد استفاده در واکسن‌های mRNA کووید – در معده خوک‌ها استفاده کنند.

تراورسو و رابرت لانگر، پروفسور موسسه دیوید اچ. کوخ در MIT و یکی از اعضای موسسه کخ MIT برای تحقیقات یکپارچه سرطان، نویسندگان ارشد این مطالعه هستند. الکس آبرامسون دکترای 19 و فوق دکترای MIT، آمیا کرتان و یونهوا شی، نویسندگان اصلی این مطالعه هستند که امروز در مجله منتشر شده است. موضوع.

تحویل خوراکی دارو

چندین سال است که آزمایشگاه‌های لانگر و تراورسو در حال توسعه راه‌های جدیدی برای رساندن دارو به دستگاه گوارش بوده‌اند. در سال 2019، محققان کپسولی را طراحی کردند که پس از بلعیده شدن، می‌تواند داروهای جامد مانند انسولین را در لایه داخلی معده قرار دهد.

این قرص به اندازه یک بلوبری دارای گنبدی بلند و شیب دار است که از لاک پشت پلنگ الهام گرفته شده است. همانطور که لاک پشت می تواند خود را درست کند اگر روی پشتش بغلتد، کپسول نیز می تواند خود را جهت دهی کند تا محتویات آن به لایه داخلی معده تزریق شود.

در سال 2021، محققان نشان دادند که می توانند از این کپسول برای تحویل مولکول های بزرگ مانند آنتی بادی های مونوکلونال به شکل مایع استفاده کنند. سپس، محققان تصمیم گرفتند سعی کنند از این کپسول برای تحویل اسیدهای نوکلئیک، که مولکول های بزرگی نیز هستند، استفاده کنند.

اسیدهای نوکلئیک در هنگام ورود به بدن مستعد تخریب هستند، بنابراین باید توسط ذرات محافظ حمل شوند. برای این مطالعه، تیم MIT از نوع جدیدی از نانوذرات پلیمری استفاده کرد که اخیراً آزمایشگاه‌های Langer و Traverso توسعه داده بودند.

این ذرات که می توانند RNA را با کارایی بالا تحویل دهند، از نوعی پلیمر به نام پلی (بتا آمینه استرها) ساخته شده اند. کار قبلی تیم MIT نشان داد که نسخه‌های شاخه‌دار این پلیمرها نسبت به پلیمرهای خطی در محافظت از اسیدهای نوکلئیک و وارد کردن آنها به سلول‌ها مؤثرتر هستند. آنها همچنین نشان دادند که استفاده از دو مورد از این پلیمرها در کنار هم موثرتر از تنها یکی است.

Kirtane می‌گوید: «ما کتابخانه‌ای از پلی (بتا آمینه استرهای) شاخه‌دار و هیبریدی ساختیم و متوجه شدیم که پلیمرهای سرب درون آنها بهتر از پلیمرهای سرب در کتابخانه خطی عمل می‌کنند. آنچه که اکنون به ما امکان می دهد انجام دهیم کاهش کل مقدار نانوذراتی است که در حال استفاده از آن هستیم.

برای آزمایش این ذرات، محققان ابتدا آنها را بدون استفاده از کپسول تحویل به معده موش تزریق کردند. RNAی که آنها تحویل دادند، کد یک پروتئین گزارشگر را می دهد که اگر سلول ها با موفقیت RNA را بگیرند، می تواند در بافت شناسایی شود. محققان پروتئین گزارشگر را در معده موش ها و همچنین در کبد پیدا کردند که نشان می دهد RNA در سایر اندام های بدن جذب شده و سپس به کبد منتقل شده است که خون را فیلتر می کند.

سپس، محققان مجتمع‌های نانوذرات RNA را با انجماد خشک کردند و در کپسول‌های دارورسانی خود بسته‌بندی کردند. با همکاری دانشمندان Novo Nordisk، آنها توانستند حدود 50 میکروگرم mRNA را در هر کپسول بارگیری کنند و سه کپسول را به معده خوک ها تحویل دادند که در مجموع 150 میکروگرم mRNA بود. این مقدار بیشتر از مقدار mRNA موجود در واکسن‌های کووید در حال استفاده است که 30 تا 100 میکروگرم mRNA دارند.

در مطالعات خوک، محققان دریافتند که پروتئین گزارشگر با موفقیت توسط سلول های معده تولید می شود، اما آنها آن را در جای دیگری از بدن ندیدند. در کار آینده، آنها امیدوارند با تغییر ترکیب نانوذرات یا دادن دوزهای بیشتر، جذب RNA را در سایر اندام‌ها افزایش دهند. آبرامسون می گوید، با این حال، ممکن است تنها با تحویل به معده، یک پاسخ ایمنی قوی ایجاد شود.

او می گوید: «سلول های ایمنی زیادی در دستگاه گوارش وجود دارد و تحریک سیستم ایمنی دستگاه گوارش یک راه شناخته شده برای ایجاد یک پاسخ ایمنی است».

فعال سازی سیستم ایمنی

محققان اکنون قصد دارند بررسی کنند که آیا می توانند با تحویل واکسن های mRNA با استفاده از کپسول خود، یک پاسخ ایمنی سیستمیک، از جمله فعال سازی سلول های B و T ایجاد کنند یا خیر. این رویکرد همچنین می‌تواند برای ایجاد درمان‌های هدفمند برای بیماری‌های گوارشی مورد استفاده قرار گیرد، که درمان آن با استفاده از تزریق سنتی زیر پوست دشوار است.

آبرامسون می گوید: «زمانی که زایمان سیستمیک از طریق تزریق داخل وریدی یا تزریق زیر جلدی انجام می شود، هدف قرار دادن معده چندان آسان نیست. ما این را به عنوان یک راه بالقوه برای درمان بیماری های مختلف که در دستگاه گوارش وجود دارند، می دانیم.

این تحقیق توسط Novo Nordisk، مؤسسه ملی بهداشت، برنامه کمک هزینه های تحقیقاتی فارغ التحصیلان بنیاد ملی علوم، یک فلوشیپ فوق دکتری بنیاد PhRMA، بخش گوارش در بیمارستان زنان و بریگهام، و گروه مهندسی مکانیک MIT تامین شد.

دیگر نویسندگان مقاله عبارتند از: گریس ژونگ، جوی کالینز، سیدارتا تامانگ، کیکو ایشیدا، آلیسون هیوارد، جیکوب وینر، نترا اونی راجش، شیائویا لو، یوان گائو، پارامش کاراندیکار، چائویانگ تانگ، آرون لوپس، آنیکت واهانه، دانیل ریکر، روسگارد فردریکسن و برایان جنسن.