دو نفر از اساتید دانشگاه نبراسکا با استفاده از شیر گاو، روشی نوین برای تحویل هدفمند داروها و درمانهای ژنتیکی توسعه دادهاند.
به گزارش تکناک، شیر معمولی که ما هر روز مصرف میکنیم، نقش مهمی در داروسازی بیولوژیک دارد، که به معنای استفاده از محصولات طبیعی برای ساخت داروها است. دانشمندان متوجه شدهاند که میتوانند گاوها را به گونهای دستکاری کنند تا شیر آنها خاصیتهای دارویی داشته باشد.
برای نمونه، گاوها به نحوی دستکاری شدهاند که شیر آنها حاوی انسولین انسانی باشد، هورمونی که به تنظیم قند خون کمک میکند. همچنین گاوهایی وجود دارند که با وجود واکسینهشدن با پروتئین ایدز (HIV) شیر آنها آنتیبادیهای ضدویروس تولید میکند، که میتواند به درمان بیمارهای ویروسی کمک نماید.
علاوه بر این، نانوذرات موجود در شیر میتوانند داروهای RNA را به صورت خوراکی (مانند مصرف نوشیدنی) برخلاف حالت عادی که نیاز به تزریق دارد، منتقل کنند. این دستاوردها نویدبخش آیندهای است که در آن شیر گاو میتواند به شکلهای مختلف برای درمان بیماریها استفاده شود.
حال، دو محقق از دانشگاه نبراسکا به نامهای یانوش زملپنی و جیانتائو گو، یک استارتآپ به نام Minovacca راهاندازی کردهاند، که هدف آن عرضه یک سیستم نوآورانه برای تحویل هدفمند داروها با استفاده از شیر است. این دو محقق تصمیم دارند از فناوری مبتنی بر شیر خود برای درمان بیماریهای شایع و نادر بهره بگیرند.
یانوش زملپنی که استاد تغذیه و علوم بهداشتی دانشگاه نبراسکا است، در اینباره توضیح داد: «چون فناوری ما بسیار متنوع است، محدود به یک بیماری نادر خاص نیستیم. افرادی که بیماریهای نادر دارند، به شدت از این موضوع خوشحال هستند، که شاید روزی بتوانیم با استفاده از همین رویکرد آنها را درمان کنیم.»
این فناوری به اگزوزومهای جهانی شیر تکیه دارد. اگزوزومها ساختارهای نانو مقیاس حبابمانندی هستند که توسط سلولها آزاد میشوند و نقش پیامرسان را دارند، به طوری که مواد مهمی مانند: پروتئینها، چربیها و اطلاعات ژنتیکی را منتقل میکنند. با اعمال تغییرات شیمیایی و ژنتیکی بر این اگزوزومها، محققان توانستهاند تحویل هدفمند مواد به سلولهای انسانی را انجام دهند.
در این سیستم، سه پپتید (زنجیرههای کوتاه از پروتئینهای مینی یا آمینواسیدها) به غشای هر اگزوزوم متصل میشوند. یکی از این پپتیدها اگزوزوم را به سمت یک محل خاص در بدن هدایت میکند، پپتید دوم سیگنالهای بیوشیمیایی را به سلولهای ایمنی ارسال میکند تا از حمله به اگزوزوم جلوگیری نمایند و پپتید سوم، بقای اگزوزوم را پس از ورود به سلول هدف بهبود میبخشد.
در فرایند استفاده از اگزوزومها برای دارورسانی، اغلب از ترکیبات چربی به نام لیپید برای اتصال پروتئینهای کوچک (پپتیدها) به سطوح اگزوزوم استفاده میشود. اما مشکل اینجا است که این اتصالات لیپیدی به راحتی از ترکیبات چربیدوست در بدن جدا میشوند.
بنابراین محققان تصمیم گرفتند روش دیگری را امتحان کنند. آنها مکانهایی در یک پروتئین به نام CD81 ایجاد کردند، که به طور محکم به اگزوزوم متصل است.
جیانتائو گو با استفاده از یک روش شیمیایی به نام شیمی بیواورتوگونال، توانست پیوندهای پایداری بین این مکانها و پپتیدها ایجاد کند. شیمی بیواورتوگونال به واکنشهای شیمیایی اطلاق میشود که میتوانند درون یک سیستم زنده بدون اخلال در فرایندهای بیوشیمیایی طبیعی رخ دهند.
این تغییرات نه تنها باعث میشوند که ساختار اگزوزوم پایدارتر شود، بلکه باعث یکنواختی بیشتر آن نیز میگردند، که باعث بهبود قابلیت تجاریسازی سیستم تحویل هدفمند داروها با شیر میشوند.
جیانتائو گو در این باره گفت: «اطمینان از این ساختار همگن به FDA نشان خواهد داد که اگزوزومها میتوانند به طور مداوم از یک دسته به دسته دیگر تولید شوند.»
همچنین این فناوری به اگزوزوم کمک میکند تا هدف خود را به یک مکان خاص تحویل دهد. به عنوان مثال، شیمی درمانی که برای درمان سرطان استفاده میشود، به صورت داخل وریدی تجویز میگردد، بنابراین در بدن حرکت میکند و به تمام سلولهای بدن آسیب میزند، چه سرطانی و چه سالم باشد. این مسمومیت گسترده باعث عوارض جانبی مانند: ریزش مو، تهوع و ضعف سیستم ایمنی میشود.
یانوش زملپنی بیان کرد: «درمانهای شیمیدرمانی نه تنها سلولهای سرطانی را میکشند، بلکه هر سلولی که به سرعت تکثیر میشود را نیز از بین میبرند. این همان چیزی است که ما میخواهیم با فناوری خود آن را به حداقل برسانیم.»
علاوه بر تحویل هدفمند داروهای درمانی، این فناوری میتواند ابزارهای ویرایش ژن و سایر درمانها را نیز به مکان مورد نیاز در بدن برساند.
تشکیل شرکت برای زملپنی و گو یک چالش بزرگ بوده است. آنها قصد دارند کارهای خود را در چارچوب دانشگاه نبراسکا نگه دارند و دانشجویان دانشگاه را برای انجام پروژهها استخدام کنند. هدف این دو محقق ارسال درخواست داروی تحقیقاتی جدید (IND) به FDA است.
یانوش زملپنی تأکید کرده است که تمرکز او روی اهداف درمانی است و نمیخواهد که انگیزههای مالی او را منحرف کنند.
وی در اینباره گفت: «شاید بهنظر کلیشهای بیاید، اما اگر بین کسب ۱۰ میلیون دلار از شرکت و نجات ۱۰ میلیون زندگی یک انتخاب داشته باشم، من نجات زندگیها را انتخاب میکنم. من این کار را شروع نکردهام که پولدار بشوم. هدف من کمک به انسانها است.»
