ابداع نانوذراتی برای بهبود درمان سرطان با واکسن mRNA
پژوهشگران طرح جدیدی از نانوذرات ایجاد کرده‌اند که به طور موثر واکسن mRNA ضد سرطان را به موش‌ها تحویل می‌دهد.
به گزارش نیو اطلس، پژوهشگران، نانوذره جدیدی را طراحی کرده‌اند که نشان داده واکسن mRNA ضد سرطان را به طور مؤثرتری به موش‌ها می‌رساند.
نتایج این مطالعه می‌تواند منجر به ساخت واکسن‌های بهتری برای درمان سرطان و بیماری‌های عفونی مانند کووید-19 شود.
درمان سرطان با پیشرفت‌هایی که در زمینه ایمنی‌درمانی -درمان بیماری‌ها با فعال کردن یا سرکوب سیستم ایمنی بدن- ایجاد شده است، متحول شده است، اما تومور سرطانی هر بیمار، منحصر به فرد است و نیاز به درمان‌هایی دارد که جهش‌های خاص تومور را هدف قرار دهد.
استفاده از واکسن‌های RNA پیام‌رسان یا mRNA برای ارائه این درمان، یک استراتژی امیدوارکننده است.
واکسن‌ها با آماده کردن بدن برای مبارزه با عوامل بیماری‌زا مانند باکتری‌ها یا ویروس‌ها از عفونت جلوگیری می‌کنند. اکثر واکسن‌های سنتی حاوی یک نسخه ضعیف شده یا مرده از باکتری‌ها یا ویروس‌ها هستند تا پاسخ ایمنی را تحریک کنند. با این حال، واکسن‌های mRNA مانند واکسن کووید-19، با معرفی قطعه‌ای از mRNA که مربوط به پروتئینی است که در قسمت بیرونی ویروس یافت می‌شود، کار می‌کند و باعث ایجاد پادتن‌ها(آنتی‌بادی‌ها) و علامت‌گذاری ویروس برای تخریب می‌شود. این پادتن‌ها پس از تولید در بدن باقی می‌مانند تا اگر سیستم ایمنی دوباره در معرض پاتوژن قرار گیرد، بتواند به سرعت واکنش نشان دهد.
اکنون یک مطالعه جدید توسط پژوهشگران دانشکده پزشکی جانز هاپکینز می‌تواند راهی برای بهبود تحویل واکسن‌های mRNA برای درمان بیماری‌های عفونی و غیر عفونی پیدا کرده باشد.
وقتی صحبت از استفاده از واکسن‌های mRNA برای درمان بیماری‌های غیرعفونی مانند سرطان به میان می‌آید، چالش، انتقال مواد به تعداد زیادی از سلول‌های دندریتیک -نوع خاصی از سلول‌های ایمنی- است که به سیستم ایمنی به ویژه سلول‌های T می‌آموزد که سلول‌های سرطانی را جستجو و نابود کنند.
جردن گرین، نویسنده مسئول این مطالعه گفت: سیستم ایمنی به گونه‌ای طراحی شده است که از طریق یک پاسخ تقویت‌شده کار کند، جایی که سلول‌های دندریتیک به سایر سلول‌های ایمنی آموزش می‌دهند که در بدن به دنبال چه چیزی باشند.
برای ساخت واکسن‌های قوی‌تر نیاز است که نانوذرات حامل mRNA به سلول‌های دندریتیک برسند، وارد آنها شوند و در آنها بیان شوند. پس از بیان، mRNA تجزیه می‌شود و پاسخ ایمنی حاصله بسیار طولانی‌تر خواهد بود.
واکسن‌های mRNA مخصوص بیماری کووید-19 شامل نانوذرات ساخته‌شده از لیپیدها -نوعی اسید چرب- هستند که به عضله تزریق می‌شوند؛ اما سلول‌های دندریتیک نسبتا کمی در عضله وجود دارد.
تزریق واکسن mRNA به جریان خون نیز باعث ایجاد مشکلاتی در زایمان می‌شود، زیرا واکسن مستقیماً به سمت کبد حرکت می‌کند و در آنجا تجزیه می‌شود. بنابراین پژوهشگران به اندامی که دارای تعداد بسیار بالاتری از سلول‌های دندریتیک هستند، یعنی طحال رو آوردند.
گرین می‌گوید: هدف ما تولید نانوذره‌ای بود که مستقیماً به کبد نرود و بتواند به طور مؤثر به سلول‌های سیستم ایمنی بدن آموزش دهد که هدف مناسب را جستجو کنند و از بین ببرند.
پژوهشگران پس از آزمایش تعدادی از مواد، تصمیم گرفتند mRNA خود را در یک نانوذره مبتنی بر پلیمر با نسبت مناسبی از مولکول‌های آب‌دوست و آب‌گریز محصور کنند تا بتواند وارد سلول هدف شود. پلیمرها حاوی مولکول‌هایی با میل ترکیبی به نوع بافت خاصی بودند که در اینجا طحال بود. علاوه بر این، یک کمک کننده یا نیروی کمکی به نانوذره اضافه شد تا سلول‌های دندریتیک را فعال کند.
آنها با آزمایش پیکربندی نانوذرات جدید خود بر روی موش‌ها دریافتند که از کبد اجتناب می‌کند و توسط سلول‌های طحال در سطوحی حدود پنجاه برابر بیشتر از mRNA به خودی خود جذب می‌شود.
نزدیک به 80 درصد از سلول‌های طحال که آن نانوذرات به آنها رسید، سلول‌های دندریتیک هدف بودند.
پژوهشگران دریافتند، در موش‌هایی با سلول‌های ایمنی که به طور ژنتیکی مهندسی شده‌اند تا زمانی که نانوذره محتوای mRNA خود را تحویل می‌دهد، به رنگ قرمز بدرخشد، 5 تا 6 درصد از تمام سلول‌های دندریتیک در طحال با موفقیت نانوذره را جذب، باز و پردازش کردند. این در سلول‌های دندریتیک بیشتر از سایر سلول‌های ایمنی مشاهده شد. در نهایت نیز نانوذرات به محصولات جانبی ایمن تبدیل شدند.
هنگامی که ثابت شد که این نانوذره جدید با موفقیت سلول‌های دندریتیک طحال را هدف قرار می‌دهد، پژوهشگران آن را با یک داروی ایمنی‌درمانی مسلح کردند و دوباره آن را روی موش‌ها آزمایش کردند.
آنها دریافتند که نیمی از موش‌های مبتلا به سرطان روده بزرگ پس از دریافت دو تزریق، زنده ماندند، در حالی که تنها 10 تا 30 درصد از موش‌هایی که با سایر فرمول‌های نانوذرات حاوی یک داروی ایمنی‌درمانی آزمایش شدند، زنده ماندند.
زمانی که به موش‌های زنده‌مانده، سلول‌های سرطانی کولورکتال اضافی داده شد، همه آنها بدون درمان اضافی به زندگی ادامه دادند که به پژوهشگران نشان می‌دهد که نانوذرات ابداعی آنها یک پاسخ ایمنی طولانی‌مدت ایجاد می‌کند که از بازگشت سرطان نیز جلوگیری می‌کند.
آنها همچنین دریافتند که 21 روز پس از درمان، 60 درصد از سلول‌های کشنده تی (T) سلول‌های سرطانی روده بزرگ را شناسایی و به آنها حمله کردند.
پژوهشگران، پاسخ مشابهی را در مدل‌های موش مبتلا به ملانوم مشاهده کردند، جایی که حدود نیمی از همان نوع سلول‌های تی برای حمله به سلول‌های ملانوما آماده شده بودند.
گرین در پایان گفت: سیستم تحویل نانوذرات توانست ارتشی از سلول‌های تی ایجاد کند که می‌توانند آنتی‌ژن مرتبط با سرطان را تشخیص دهند. این سیستم انتقال نانوذرات جدید می‌تواند روش تزریق واکسن برای بیماری‌های عفونی را بهبود بخشد و ممکن است راه جدیدی برای درمان سرطان نیز باز کند.
نتایج این مطالعه در مجله PNAS منتشر شده است.
