تحریک هدفمند سیستم ایمنی با استفاده از DNA


نتایج همایش نهایی پروژه NanoCap

به‌کارگیری DNA به‌نوان واحدهای ساختمانی امکان ساخت
شکل‌های نانومقیاس پیچیده را که تماماً از DNA ساخته شده‌اند، فراهم
می‌کند. به‌خصوص با استفاده از روش اُریگامی DNA که اخیراً توسعه یافته
است، می‌توان تقریباً هر نوع شکل سه‌بعدی قابل تصوری را با DNA ساخت.  در
این روش یک رشته DNA به‌عنوان چارچوب به‌کار رفته و با استفاده از صدها
رشته کوتاه الیگونوکلئوتید، به شکل‌های مختلف سه‌بعدی بافته می‌شود. مزیت
خودآرایی مبتنی بر DNA این است که در طول یک فرایند ساخت واحد، میلیون‌ها
نسخه کاملاً یکسان از نانوساختارهای DNA طراحی‌شده به‌صورت موازی تولید
می‌شوند.

حال پروفسور تیم لیدل از مرکز نوآوری نانوسیستم‌های مونیخ
(NIM) و گروه وی یک ساختار اُریگامی DNA ساخته‌اند که به‌عنوان یک سامانه
رسانشی عمل کرده و به‌صورت انتخابی سیستم دفاعی سلول‌های زنده را تحریک
می‌کند. این فیزیک‌دان‌های زیستی به‌همراه گروه پروفسور کارول بورکین از
Klinikum der Universität München اثر تحریک‌پذیری سیستم ایمنی و سمیت
بالقوه این نانوساختارهای DNA را مطالعه کرده‌اند.

محققان برای بررسی قابلیت استفاده از ساختارهای اُریگامی DNA به‌عنوان
محرک‌های قابل برنامه‌ریزی و غیرسمی سیستم ایمنی، پاسخ‌های ایمنی القا شده
توسط لوله‌های اُریگامی DNA توخالی

30-helix را که با 62 توالی
سیتوزین-فسفات-گوانین (CpG) پوشانده شده بودند، در سلول‌های تازه جداشده‌ی
طحال مورد مطالعه قرار دادند.


سیستم ایمنی ذاتی ما می‌تواند اُرگانیسم‌های زنده را از طریق یک ماده
DNA خاص که توالی‌های CpG نامیده می‌شوند (سیتوزین-فسفات-گوانین)، شناسایی
می‌کند. این توالی در ویروس‌ها و باکتری‌ها به فراوانی یافت می‌شود. زمانی
که این توالی‌ها توسط سلول‌های ایمنی خاص درونی می‌شوند، توسط گیرنده‌های
اندوزومی همچون گیرنده TLR-9 شناسایی شده و در نتیجه سیستم ایمنی فعال
می‌شود.

ورنا شولراز گروه لیدل و همکارانش یک ساختار اُریگامی DNA را
با توالی CpG مصنوعی آراسته و از آن به‌عنوان یک سامانه رسانشی غیرسمی و
موثر به‌درون سلول‌ها بهره بردند. آنها همراه با گروه کارول بورکین نشان
دادند که سیستم ایمنی سلول‌ها به‌صورت انتخابی توسط این کمپلکس‌های DNA
فعال می‌شود. این کار با اندازه‌گیری ترشح اینترلوکین از سلول‌ها انجام شد
که یک شاخص فعال‌ شدن سیستم ایمنی به‌شمار می‌رود. این نانوساختارهای
مصنوعی می‌توانند در آینده به‌عنوان حامل‌های رسانشی انتخابگر برای تولید
واکسن‌های کمکی جدید و غیرسمی و یا سامانه‌های رسانشی برای درمان تومورها
به‌کار روند.

جزئیات این کار در مجله ACS Nano منتشر شده است.