نانوزیست ابزاری جهت انتقال واکسن‌های DNA
محققان در حال ساخت نانوحامل ترکیبی(Hybrid Vehicle) در مقیاس نانومتری هستند که عملکرد آن با محموله‌ای که تحویل می‌دهد (واکسن‌هایی حاوی دیاِناِی که ازلحاظ ژنتیکی برای مبارزه با ایدز، سرطان، آنفلوانزا و دیگر بیماری‌ها تنظیم شده‌اند) سنجیده می‌شود، نه با مسافتی که طی می‌کند.
محققان دانشگاه بوفالو(University at Buffalo)، شامل چارلز جونز (سمت چپ)، کاندیدای دکترا در دانشکده مهندسی شیمی و زیست، درحال توسعه فناوری‌های جدید برای بهبود واکسن DNA هستند.
به‌تازگی در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم، این فناوری به‌عنوان یک پیشرفت پزشکی توصیف شده است که می‌تواند به بروز قابلیت‌های واکسن دیاِناِی کمک کند. این واکسن‌ها با وجود دو دهه پژوهش، هنوز تأثیر قابل‌توجهی در درمان بیماری‌های وخیم نداشته‌اند.
دکتر بلین اِی.فایفر ، استادیار دانشکده مهندسی شیمی و زیست‌شناسی دانشگاه ایالتی نیویورک در بوفالو، می‌گوید: «فناوری‌ای که ما درحال توسعه آن هستیم می‌تواند سطح ایمن‌سازی را ارتقاء دهد.»
فایفر، محقق ارشد این مقاله، افزود: «با بهبود فرایند انتقال واکسن DNA در بدن، می‌توان به‌طور بالقوه سیستم ایمنی بدن انسان را از راه‌های جدیدی، برای مبارزه با همه‌چیز از آنفلوانزا و تب‌خال تا ایدز و سرطان کنترل کرد.»
واکسن‌های معمولی، مانند موارد مورد استفاده برای مبارزه با فلج اطفال و آبله، معمولاً از عاملی تشکیل شده‌اند که حاوی میکروب‌های بیماری‌زای ضعیف یا کشته شده می‌باشد. این باعث می‌شود که سیستم ایمنی بدن، عامل را خارجی شناخته، آن را نابود کرده و سابقه‌ای از آن را حفظ کند تا سیستم ایمنی در آینده بتواند بهتر با آن مبارزه کند.
برخی از واکسن‌ها درحالی‌که مؤثرند، دوام ندارند. بعضی می‌توانند به اشکال خطرناک تبدیل شوند و برخی به‌منظور توسعه، پرهزینه و وقت‌گیر هستند. علاوه براین، هیچ واکسن مؤثری برای سرطان، مالاریا و دیگر بیماری‌هایی که سالانه میلیون‌ها نفر را در سراسر جهان می‌کشند وجود ندارد.
برای تولید این واکسن‌ها، محققان منابع بیماری‌زا، مانند یک میکروب بیماری‌زا را تجزیه و تحلیل می‌کنند. سپس نسخه‌هایی از ژن میکروب را (معمولاً یک یا دو) که مسئول بیماری هستند جدا می‌کنند.
واکسن دیاِناِی تزریقی، توسط سلول‌های ایمنی پردازش می‌شود و آنتی‌ژن‌هایی را تولید و هدایت می‌کند که قادر به تحریک یک پاسخ ایمنی برای نابودسازی بیماری باشند.
به گفته مؤسسه ملی آلرژی و بیماری‌های عفونی، سلول‌های خود بدن عملاً تبدیل به کارخانه‌های تولید واکسن می‌شوند که آنتی‌ژن‌های لازم برای تحریک سیستم ایمنی بدن را تولید می‌کنند.
به لحاظ تئوری، واکسن‌های دیاِناِی می‌توانند پاسخ‌های ایمنی گسترده‌ای ایجاد کنند. تولیدشان نسبتاً ارزان است و نمی‌تواند موجب بیماری شوند چراکه حاوی عامل بیماری نیستند و تنها چند ژن از آن بیماری را دارند. تعداد زیادی آزمایش بالینی برای واکسن دیاِناِی انجام می‌شوند که اکثراً در حال بررسی برای درمان ایدز و سرطان هستند، درحالی که بقیه شامل تحلیل آنفولانزا، هپاتیت B و C، HPV و مالاریا می‌شوند.
بااین‌حال، مشکل محدودکننده در تأثیرگذاری برخی واکسن‌های DNA این است که واکسن‌ها به‌اندازه کافی سیستم ایمنی بدن را تحریک نمی‌کنند. به گفته دانشمندان، این مشکل تا حدودی به علت تحویل ناکارآمد ژن‌هاست. به‌عنوان مثال، برخی به محل‌های اشتباه می‌روند درحالی‌که بعضی در ترافیک داخل سلولی گرفتار می‌شوند.
برای رسیدگی به این مشکل، فایفر و همکارانش با دکتر آندرس هاکانسون ، دانشجوی اسبق دانشکده پزشکی و علوم زیست پزشکی، همکاری کردند.
گروه از ترکیب دو وسیله حامل (یک سلول باکتریایی و یک پلیمر مصنوعی) برای ایجاد یک حامل ترکیبی بهره گرفت. این حامل ترکیبی، برای هدف قرار دادن سلول‌های خاص سیستم ایمنی (سلول‌های ارائه‌دهنده آنتی‌ژن) و انتقال بهینه‌تر ژن به هسته سلول‌ها طراحی شده و وقتی روی یک مدل موش آزمایش شد عملکرد بهتری نسبت وسیله‌های حامل تکی داشت.
جونز می‌افزاید: «حامل ترکیبی با توجه به ماهیت دوگانه خود اثربخشی امر تحویل را افزایش می‌دهد. ما همچنین تشخیص دادیم که تولید آن به نسبت ارزان بوده و در شرایط استفاده انعطاف‌پذیر است. نتایج تاکنون بسیار دلگرم‌کننده بوده‌است.»
این گروه همچنان به آزمایش وسیله حامل در مدل‌های مختلف ادامه می‌دهد. به گفته فایفر، هدف تولید حاملی است که برای بسیاری از واکسن‌های دیاِناِی قابل استفاده باشد.
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،این تحقیق توسط مؤسسه ملی بهداشت (National Institutes of Health) و برنامه حمایتی آرتور اِی.اسکمبرگ از دانشگاه بوفالو(UB’s Arthur A. Schomburg Fellowship Program) حمایت می‌شود.
