در حال حاضر توجه زیادی به mRNA کپسوله شده در نانوذرات لیپیدی در بخش تولید واکسن و دارو وجود دارد. محققان روشی ارائه کردند که می‌تواند سرعت تولید این ساختارها را افزایش دهد.
تسریع تولید mRNA کپسوله شده برای تولید واکسن و دارو
واکسن‌های ضدکرونا که در حال حاضر استفاده می‌شوند با سرعت بی‌سابقه‌ای تولید شده‌اند، اما فناوری mRNA که در برخی از آن‌ها استفاده شده است، یک داستان موفقیت چشمگیر با خود به همراه دارد. از آنجا که هر رشته mRNA مورد نظر می‌تواند به مقدار زیاد سنتز شود، یکی از بزرگترین موانع در انواع روش‌های درمانی mRNA توانایی بسته‌بندی این توالی‌ها در نانوذرات لیپیدی است که آن‌ها را به سلول‌ها منتقل می‌کند.
به تازگی به لطف فناوری توسعه یافته توسط مهندسان زیستی و محققان پزشکی در دانشگاه پنسیلوانیا، ممکن است به زودی افزایش صد برابری در میزان تولید میکروسیالات فعلی امکان‌پذیر باشد.
در این پروژه، محققان یک دستگاه میکروسیالی حاوی ۱۲۸ کانال که به‌طور موازی کار می‌کنند، ساختند. کانال‌ها مقدار دقیق لیپید و mRNA را مخلوط می‌کنند و اساساً نانوذرات چربی را روی یک خط مونتاژ کوچک‌سازی می‌کنند.
افزایش سرعت ممکن است تنها مزیت این طراحی نباشد. به‌طور دقیق‌تر، کنترل اندازه ذرات نانو می‌تواند درمان‌ها را موثرتر کند. محققان نانوذرات لیپیدی تولید شده توسط دستگاه خود را در یک مطالعه روی موش آزمایش کردند و نشان دادند که محصول تولیدی آن‌ها می‌تواند توالی RNA درمانی با فعالیت چهار تا پنج برابر بیشتر از آنچه که با روش‌های معمول ساخته شده‌است، ارائه دهد.
این مطالعه توسط مایکل میچل، استادیار نوآوری در گروه مهندسی زیستی مهندسی پنسیلوانیا و دیوید ایسادور، دانشیار گروه مهندسی زیستی مهندسی به همراه سارا شپرد، دانشجوی دکترا در این دانشگاه، انجام شد. نتایج این پروژه در مجله Nano Letters منتشر شده است.
میچل می‌گوید: «ما معتقدیم که این فناوری میکروسیالی نه تنها می‌تواند نقشی اساسی در تولید واکسن‌های ضدکرونای فعلی داشته باشد، بلکه برای تامین نیازهای فراوان پیش روی ما که فناوری mRNA در کلاس‌های دیگری از داروهای پزشکی مورد احتیاج است، این فناوری قابل استفاده خواهد بود.»
در روش‌های موجود، تولید واکسن‌های مبتنی بر mRNA از پمپ‌ها و سرنگ‌های کنترل شده با کامپیوتر برای مخلوط کردن دقیق دو محلول استفاده می‌شود. یکی mRNA درمانی مورد نظر و دیگری با لیپیدهای که آن‌ها را کپسوله می‌کند را به محیط تزریق می‌کنند. زمان و نسبت صحیح برای تولید نانوذرات قابل استفاده کلیدی است، زیرا این عوامل در نهایت اندازه و توانایی نانوذرات را برای کپسول کردن mRNA را تعیین می‌کنند.
چوپرد می‌گوید: «اگر زمان یا نسبت مناسب اختلاط نداشته باشیم، تغییر در ساختار نانوذرات لیپیدی ایجاد شده و توانایی آن برای زنده ماندن در سفر به سلول‌های هدف دچار مشکل می‌شود. در حالی که در تعیین ترکیب ایده‌آل برای یک ذره نانو، ما هنوز هم نیاز به ایجاد روش‌های جدید تولید داریم تا آن‌ها را به سرعت و به‌طور مداوم فرموله کنیم.»
ایسادور می‌گوید: «آزمایشگاه ما به‌طور فزاینده‌ای به استفاده از ریز تراشه‌ها برای فرمولاسیون دقیق دارویی برای صنایع دارویی علاقه‌مند است. وعده‌های زیادی در این فناوری داده شده‌است، اما ترجمه موفقیت‌آمیز این وعده‌ها به دنیای واقعی نادر بوده است. این مشکل به دلیل فیزیک بنیادی حاکم بر جریان مایعات موجود در کانال‌های میکرو و نانومقیاس تراشه‌ها است. به این معنی است که سرعت تولید آن‌ها یک میلیون برابر کندتر از آن است که برای کاربردهای تجاری و بالینی ضروری است.»
محققان در این پروژه رویکرد جدیدی از مایعات را برای رفع این چالش اساسی ارائه کرده‌اند.
