موفقیت واکسن‌های کووید۱۹ نمونه‌ای عالی از پتانسیل فوق‌العاده حوزه ژن برای جلوگیری از عفونت‌های ویروسی است. یکی از دلایل موفقیت این واکسن‌ها استفاده از نانوذرات لیپیدی یا LNP ها برای حمل RNA پیام‌رسان ظریف به سلول‌ها برای تولید و تقویت سیستم ایمنی است. LNP ها به عنوان یک حامل برای رساندن داروهای مختلف مبتنی بر ژن به سلول‌ها به طور فزاینده‌ای محبوب شده‌اند، اما استفاده از آنها پیچیده است زیرا هر LNP باید به طور خاص برای بار درمانی که حمل می‌کند، طراحی شود.
ارائه پلتفرمی برای تولید ارزان و ساده‌تر نانوذرات لیپیدی
تیمی به سرپرستی های کوان مائو از دانشگاه جانز هاپکینز، پلتفرمی ایجاد کرده‌اند که نویدبخش سرعت بخشیدن به فرآیند طراحی LNP و مقرون به‌صرفه‌تر کردن آن است. این رویکرد جدید همچنین می‌تواند با سایر ژن‌درمانی‌ها سازگار شود.
مائو، مدیر موسسه نانوزیست‌فناوری در جانز هاپکینز گفت: «به‌طور خلاصه، کاری که ما انجام داده‌ایم ایجاد روشی است که اجزای نانوذرات لیپیدی و نسبت‌های آنها را غربال می‌کند تا به سرعت به شناسایی و ایجاد طرح بهینه برای استفاده با ژن‌های مختلف درمانی کمک کند.»
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان غربالگری چند مرحله‌ای نانوذرات DNA/لیپیدی و تحویل مشترک با siRNA برای افزایش و طولانی کردن بیان ژن، در نشریه Nature Communications منتشر شده است.
یکی از ویژگی‌های مهم درمان‌های مؤثر این است که داروی حاوی ژن پس از رسیدن به سلول هدف چقدر دوام می‌آورد. متأسفانه، قدرت mRNA ظرف ۲۴ ساعت پس از تحویل آن توسط LNP ها شروع به کاهش می‌کند. یک جایگزین امیدوارکننده، DNA پلاسمید است، یک DNA دایره‌ای دو رشته‌ای محکم که می‌تواند تا هفت روز دوام بیاورد و در نتیجه پتانسیل بهبود نتایج درمان بیماری‌های متابولیک و عفونت‌های موثر بر کبد را دارد، جایی که مدت درمان حیاتی است.
یینینگ ژو، محقق INBT و دانشجوی دکترای مهندسی زیست پزشکی، و همچنین تیمی از دانشمندان جانز هاپکینز و دانشگاه واشنگتن، در این کار بهترین طرح LNP را برای تحویل pDNA به سلول‌های کبدی شناسایی کردند. پلتفرم آنها LNPها را گام به گام نمایش می دهد و موانع فیزیولوژیکی را که LNP هنگام حرکت بدن برای رسیدن به هدف خود با آن مواجه می شود، بررسی می کند. این پلتفرم به این تیم کمک کرد تا موثرترین LNPها را از کتابخانه‌ای با بیش از ۱۰۰۰ ترکیب شناسایی کنند.
این پلتفرم از این نظر همه کاره است و فقط محدود به تحویل pDNA نیست، بلکه می‌تواند به راحتی به توسعه LNP برای طیف گسترده‌ای از محموله‌های ژن درمانی و همچنین مسیرهای تحویل جایگزین مانند تزریق خوراکی، عضلانی یا استنشاقی گسترش یابد.
با همکاری شان مورفی، دانشیار دانشگاه واشنگتن، محققان اکنون از LNP های شناسایی شده با استفاده از این پلتفرم برای ساخت واکسن مالاریا استفاده می‌کنند که انگل عامل بیماری را در طول چرخه زندگی خود در کبد هدف قرار می‌دهد. این پلتفرم غربالگری نوید بزرگی برای کمک به سرعت بخشیدن به نوآوری‌های دیگر محصولات LNP برای پیشبرد بیشتر اهداف درمانی را نشان می دهد.
