محققان با ترکیب روش‌های سنتز DNA، توالی‌یابی و برچسب‌زنی موفق به ارائه روشی برای طراحی و ساخت ویروس‌های مهندسی شده، شدند که می‌توان از این ویروس‌ها به‌عنوان نانوحامل در رهایش دارو و ژن استفاده کرد.
استفاده از سه فناوری برای ساخت نانوحامل ویروسی
ویروس‌های مرتبط با آدنو (AAVs) به‌عنوان نانوحامل در ژن‌درمانی قابل استفاده هستند، آن‌ها قادرند محتویات خود را به بافت هدف برسانند؛ از این رو به شدت در دانشگاه و آزمایشگاه‌های زیست‌فناوری موردتوجه هستند.
اما AAVs طبیعی به‌صورت ویژه سلول‌ها و بافت بیمار را هدف قرار نمی‌دهد و عملکرد آن‌ها توسط سیستم ایمنی بدن محدود می‌شود. برای بهبود عملکرد AAVs، محققان حوزه زیست‌شناسی مصنوعی از یک رویکرد تکامل مستقیم استفاده کردند که در آن از اسید آمینه‌ای که به‌صورت تصادفی جهش یافته، برای ایجاد پروتئین‌های کپسید استفاده می‌شود. این پروتئین‌ها سطح ویروس را پوشش می‌دهند، جایی که قرار است با سلول هدف اتصال ایجاد کنند.
این گروه نشان دادند که با ارزیابی تغییرات به‌وجود آمده می‌توان ویروس را به‌گونه‌ای مهندسی کرد که بتواند به سوی سلول هدف حرکت کند. به تازگی محققان موسسه وایس در هاروارد از رویکردی برای سرعت بخشیدن به روند ساخت چنین کپسیدهایی استفاده کردند. آن‌ها از راهبردی سنتزی برای مهندسی پروتئین کپسید استفاده کردند. این گروه اقدام به ایجاد جهش در ۷۳۵ اسیدآمینه به‌صورت تک به تک در کپسید AAVs کردند.
پژوهشگران کتابخانه‌ای حاوی ۲۰۰ هزار واریانت و تغییرات کپسید مشاهده شده در اثر این واریانت‌ها را ایجاد کردند و از این کتابخانه برای هدف قرار دادن اندام‌های ویژه‌ای در موش استفاده کردند. در این بین محققان یک پروتئین جدیدی را کشف کردند که در کد آن در توالی DNA پنهان شده بود، این پروتئین می‌تواند به غشا سلول هدف متصل شود.
در این پروژه محققان از روش‌های جدید سنتز DNA، برچسب‌زنی و توالی‌یابی استفاده کردند.
کلیسک از محققان این پروژه می‌گوید: «با اطلاعات حاصل از این کتابخانه، ما در ساختن کپسیدهایی با جهش‌های بیشتر نسبت به نمونه‌های مصنوعی پیشین هستیم. این فناوری می‌تواند برای مهندسی انواع AAVs برای درمان بیماری‌های مختلف به کار گرفته شود.
نتایج این پروژه در نشریه Science به چاپ رسیده است.
