اولین واکسن Covid-19 بیوتکنولوژی را برای همیشه تغییر داد – کوارتز


با وجود تمام ویرانی های ناشی از همه گیری Covid-19 ، سرانجام یک نقطه روشن وجود دارد: برای اولین بار ، شرکت های دارویی در طی یک سال از کشف آن یک واکسن علیه یک پاتوژن جدید تولید کرده اند – حدود یک دهم زمان معمولاً. رگولاتورها در ایالات متحده ، انگلستان ، اتحادیه اروپا و کانادا واکسن Pfizer / BioNTech Covid-19 ، اولین واکسن مبتنی بر RNA را مجاز دانسته اند. رئیس جمهور منتخب جو بایدن در 21 دسامبر در Pfizer ضربه خود را دریافت کرد. چند روز قبل ، در 18 دسامبر ، ایالات متحده واکسن mRNA مدرن را نیز مجاز دانست.

این واکسن های اسید نوکلئیک ، که از زیرساخت های سلولی موجود برای تولید داروهای خود استفاده می کنند ، به نظر می رسد می توانند دوره جدیدی از توسعه واکسن واکنش سریع را آغاز کنند. اما موفقیت آنها بدون پشتیبانی از فناوری که به عکسها اجازه می دهد به مقصد مناسب در بدن برسند ، ممکن نیست: تکه های کوچک چربی به نام نانوذرات لیپیدی.

بیش از خود واکسن های mRNA ، این نانوذرات چربی می توانند تغییرات عمده ای را در توسعه دارویی به وجود آورند. آنها می توانند بارهای مولکولی زیادی مانند mRNA و سایر اسیدهای نوکلئیک را حمل کنند و آنها را با خاصیت ارائه دهید. این توانایی برای انجام درمان های هدفمند می تواند موج جدیدی از داروها را با توانایی درمان بیماری های غیرقابل درمان تاکنون از بین ببرد.

“من اطمینان دارم که در 50 تا 100 سال آینده ما قادر خواهیم بود همه چیز را حل کنیم [medical] سیلویا داونرت ، بیوشیمیایی که در حال مطالعه نانوذرات در دانشگاه میامی است ، گفت: او معتقد است که درمان های آینده بدن را تشویق می کند تا ابزار لازم برای بازیابی را ایجاد کند – به عنوان یک جراح مولکولی که از طریق بدن به بدن نیاز دارد. “کار آسانی نیست اتوبوس جادویی مدرسه، این یک واقعیت است. “

چیزهای بزرگ در بسته های کوچک

برای دهه ها ، دانشمندان بر این باور بودند که دارورسانی هدفمند آینده پزشکی است. مشکل این است که نحوه تزریق دارو به برخی سلول ها در حالی که از سلول های دیگر اجتناب می شود ، وجود دارد.

در نیمه دوم قرن 20 ، صنایع دارویی روی داروهای مولکول کوچک تمرکز کردند. مزیت این داروها این است که آنها به اندازه کافی کوچک هستند که می توانند از طریق غشاهای سلولی که از یک لایه محافظ دو لیپیدی تشکیل شده اند ، راه پیدا کنند. عیب آن این است که آنها تبعیض قائل نمی شوند.

مواد مخدر به هرجای بدن شما می روند ، اما مقدار کمی از آن به جایی که می خواهید بروید می رسد.

پیتر کولز ، بیوشیمیایی متمرکز بر نانوذرات لیپیدی در دانشگاه بریتیش کلمبیا در ونکوور کانادا ، گفت: “این یک مشکل بزرگ است زیرا داروها به هرجای بدن شما می روند ، اما تعداد کمی از افراد به مکانی که می خواهید بروید می رسند.”

به گفته برخی دانشمندان ، این راه حل نانوذرات لیپیدی است. بدن ما از بسته های کوچک چربی برای انتقال مواد مغذی و دفع مواد زائد به طور مداوم استفاده می کند و از پروتئین های خارج از این بسته ها به عنوان آدرس های زایمان برای تعیین مقصد نهایی مواد داخلی استفاده می کند. بنابراین ، در دهه 1980 ، دانشمندان شروع به ایجاد پاکت های لیپیدی خود برای داروها کردند و سرانجام با استفاده از آنها تعداد انگشت شماری داروی ضد سرطان را بر اساس مولکول هایی که مورد هدف قرار می گیرند ، تحویل می دهند. فقط بافت تومور

اما داروهای مولکول کوچک نمی توانند به طور موثری تعداد زیادی از بیماری ها را درمان کنند. بنابراین ، در دهه 1990 ، صنعت شروع به کار بر روی موج جدیدی از داروهای بزرگ کرد. و این داروهای بزرگ به بسته های جدید و بزرگتری نیاز داشتند.

این بزرگ ، به اصطلاح زیست شناسان از سیستم هایی که قبلاً در بدن وجود دارند بهره می برند: آنتی بادی ها می توانند به سلولهای خارجی یا معیوب حمله کنند ، که نباید وجود داشته باشد اسیدهای نوکلئیک مانند DNA و mRNA می توانند دستورالعمل هایی برای سلولهای ما برای تولید داروهای خود ارائه دهند.

آنتی بادی ها نباید به غشای سلول نفوذ کنند ، اما اسیدهای نوکلئیک نفوذ می کنند. دانشمندان از نحوه بسته بندی صحیح آنها مطمئن نبودند. مولکول های این اندازه بسیار بزرگ هستند و نمی توانند به تنهایی از غشای محافظ سلول عبور کنند. کالیس توضیح داد ، جایی که داروهای با مولکول کوچک می توانند دارای وزن مولکولی 500 دالتون باشند (واحد بیولوژیکی که تعداد اتم های یک مولکول را توصیف می کند) ، اسیدهای نوکلئیک می توانند از صدها هزار دالتون باشند.

و داروهای اسید نوکلئیک ، از جمله درمان های mRNA ، یک چالش اضافی را به وجود می آورند: تزریق هر نوع ماده ژنتیکی خارجی به بدن ، یک پاسخ ایمنی سریع ایجاد می کند. برای گشت زنی در سلولهای ایمنی ، این روشهای درمانی مانند یک تهدید ویروسی یا باکتریایی دیگر به نظر می رسند ، بنابراین ظرف چند ساعت آن را از بین می برند.

بنابراین دانشمندان به صفحه نقاشی برگشتند.

دستیابی به موفقیت

آنها به جای قرار دادن این داروها در یک حباب کوچک چربی ، نانوذرات لیپیدی را طراحی کرده اند که بیشتر شبیه گویچه است که می تواند به یک اسید نوکلئیک متصل شود و آن را به هدف برساند.

این روند آسان نبود. برای اتصال اسیدهای نوکلئیک به چربی ها ، آنها به بارهای مخالف مانند آهنربا نیاز دارند. اما تمام اسیدهای نوکلئیک دارای بار منفی هستند و چربی های دارای بار مثبت در طبیعت وجود ندارند. در اوایل دهه 1990 ، در دانشگاه کالیفرنیا ، ایروین ، فیلیپ فلگنر ، بیوفیزیک ، یک ذره چربی با بار مثبت را در آزمایشگاه اختراع کرد – اما آنها در موجودات زنده کارایی نخواهند داشت: “چربی های کاتیونی واقعاً سمی هستند”. “آنها غشاها را پاره می کنند.”

سرانجام ، کولیس و تیم او در دانشگاه بریتیش کلمبیا با داروسازی اینکس (داروسازی فعلی Tekmira) ، داروسازی آلنیلام و درمان های Acuitas همکاری کردند تا به یک راه حل برسند (پیتر یکی از بنیانگذاران Inex و Acuitas است): آنها می توانند با بار منفی ارتباط برقرار کنند نوکلئیک اسید به ذره چربی با بار مثبت در یک محلول اسیدی ضعیف. آنها سپس می توانند pH را بالا ببرند تا خنثی تر شود ، مانند داخل بدن ما ، در حالی که چند گلوله چربی دیگر برای محاصره بسته اضافه می کنند. RNA متصل و دست نخورده باقی می ماند و لایه محافظ لیپیدها در خارج به غشای سلول آسیب نمی رساند.

Acuitas Therapeutics فناوری Pfizer / BioNTech را برای واکسن Covid-19 خود مجوز می دهد. Moderna نیز مانند گذشته است ، زیرا در گذشته مجوز استفاده از این فناوری را از Acuitas داده بود ، اما اکنون برای واکسن خود سازگار شده است.

این یک موفقیت باورنکردنی بود و کارها ، از جمله Cullis ، مستقیماً به موفقیت این اولین واکسن های mRNA منجر شدند. اما این مجموعه از نانوذرات لیپیدی همچنین می توانند داروهای دیگری را که قبلاً نتوانسته اند به سلولهای مناسب در بدن بیماران – یا بیماران مناسب برسند – کمک کنند.

نیاز برآورده نشده

شرکتهای دارویی معمولاً بیشترین سرمایه را در داروهایی دارند که بیشترین مشتری بالقوه را دارند. این بدان معناست که گروه کوچکتری از افراد مبتلا به بیماری های نادر اما شدید اغلب از روند تولید دارو خارج می شوند. وقتی یک شرکت دارویی محصولی را تولید می کند که واقعاً آنها را هدف قرار دهد ، تقاضای کمتری منجر به افزایش قیمت می شود.

سایر عوامل درمانی مبتنی بر RNA در ارتباط با نانوذرات لیپیدی ممکن است این بیماری های تخصصی را هدف قرار دهند. به عنوان مثال ، داروهای Alnylam دارویی یکی از این داروها را به نام Onpattro تولید کرده اند که آمیلوئیدوز با واسطه ترانستیریتین را درمان می کند ، یک بیماری ژنتیکی که باعث بدتر شدن بافت های قلب می شود. علت آن تغییر شکل پروتئین در کبد است. به جای اینکه حاوی mRNA باشد ، حاوی RNA سرکوبگر یا siRNA است. این کد سلولهای کبدی را بیان می کند نه برای تولید پروتئین معیوب مرتبط با بیماری.

از نظر تئوری ، از نانوذرات لیپید می توان برای انتقال ایمنی درمانی سرطان نیز استفاده کرد. فرانسیس شوک ، مهندس زیست مهندسی از دانشگاه کالیفرنیا ، سانفرانسیسکو ، گفت: اگر دانشمندان بتوانند آنتی ژن های منحصر به فرد ترشح شده توسط سرطان انسان را درک کنند ، می توانند از اسیدهای نوکلئیک رمزگذار آن آنتی ژن برای ایجاد پاسخ ایمنی که به تومور حمله می کند ، استفاده کنند.

نه اینکه آسان باشد. برای هر دارو یا واکسن جدید ، دانشمندان هنوز باید بفهمند که چگونه نانوذرات را به مکان مورد نیاز خود برسانند. هر نوع سلول قبل از انتشار یک پیام رسان پزشکی به دنبال نشانگرهای مختلف پروتئین است. شناسایی این پروتئین ها مانع بعدی است.

کولز گفت: “واقعیت این است که ما خوش شانس هستیم.” هنگامی که تیم وی داروی وی را برای سلولهای کبدی طراحی کردند ، دریافتند که پروتئینی به نام APOE لیپوپروتئین تقریباً بلافاصله روی نانوذرات لیپید آنها گیر می کند ، که به او کمک می کند تا به سلولهای کبدی مورد نیاز خود برسد. این چیزی نبود که آنها عمداً ذرات خود را برای آن طراحی کنند. (هیچ اطلاعاتی در مورد اینکه آیا همان فرآیند به mRNA واکسن Covid-19 کمک می کند تا وارد سلولهای عضلانی ما شود جمع آوری نشده است ، اما احتمالاً وجود دارد).

درک نحوه تزریق این ذرات به سلولهای دیگر مانند سلولهای توموری دشوارتر خواهد بود. در مقایسه با امسال ، دانشمندان تصور می کنند که این یک مسیر پیاده روی است.


منبع: mojeshargh.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>