دانشمندان مولکول‌های جدید دارورسانی برای عضلات اسکلتی ایجاد می‌کنند

به گزارش مجله خبری نگار، محققان دانشگاه متروپولیتن توکیو یک مولکول دارورسانی جدید، یک کمپلکس پلیمری زویتریونیک، ایجاد کرده‌اند که می‌تواند به ورود DNA پلاسمید به داخل سلول‌ها هنگام تزریق به عضلات اسکلتی کمک کند، که گامی حیاتی در بیان RNA و پروتئین‌های درمانی است. این ترکیب جدید به طور مؤثر به DNA پلاسمید متصل می‌شود بدون اینکه بر ساختار آن تأثیر بگذارد. هنگام تزریق به عضله موش، تیم بیان گسترده ژن را مشاهده کرد که نویدبخش استفاده در درمان بیماری‌های جدی عضلانی است.

سیستم‌های دارورسانی در قلب بسیاری از پیشرفت‌های بالینی این قرن قرار دارند. به عنوان مثال، واکسن کووید-۱۹ از نانوذرات لیپیدی برای کپسوله کردن RNA پیام‌رسان (mRNA) و انتقال آن به سلول‌ها از طریق فرآیندی به نام اندوسیتوز استفاده می‌کند. پس از ورود به سلول، mRNA از طریق "فرار اندوزومی" آزاد می‌شود و سپس توسط ماشین سلولی به آنتی‌ژن‌هایی که باعث ایجاد پاسخ ایمنی می‌شوند، "ترجمه" می‌شود. اما در حالی که چنین روش‌هایی با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته‌اند، هنوز چالش‌هایی مانند تجمع ناخواسته حامل وجود دارد که باید بر آنها غلبه کرد. با متنوع‌تر شدن درمان‌ها، محققان به دنبال روش‌های جدید دارورسانی برای طیف وسیع‌تری از کاربرد‌ها هستند.

تیمی به رهبری پروفسور شویچیرو آسایاما در دانشگاه متروپولیتن توکیو، در حال بررسی استفاده از پلی‌یون‌ها، پلیمر‌های دارای بار الکتریکی، برای انتقال DNA پلاسمید (pDNA) به سلول‌ها بوده‌اند. DNA پلاسمید می‌تواند به RNA حامل رونویسی شود یا به پروتئین‌ها ترجمه شود، که آنها را به یک گزینه درمانی همه‌کاره تبدیل می‌کند. آنها همچنین پلیمر‌های دارای بار منفی هستند که می‌توانند به پلی‌یون‌های دارای بار مثبت متصل شوند. با این حال، ایجاد یک پلیمر بزرگ با بار مثبت به سادگی ایده‌آل نیست، زیرا بار آنها می‌تواند آنها را برای سلول‌ها سمی کند. تلاش‌های اخیر به سمت زویتریون‌ها، ترکیباتی با بار مثبت در یک طرف و بار منفی در طرف دیگر، معطوف شده است.

اکنون این تیم اولین ترکیب پلیمری زویتریونیک (CA-PVIm) را با یک کاتیون ایمیدازولیوم (بار مثبت) طراحی کرده است که می‌تواند با pDNA کمپلکس تشکیل دهد. گروه‌های ایمیدازولیوم این مزیت را دارند که بار مثبت آنها روی حلقه‌ای از اتم‌ها پخش شده و شانس خوبی برای اتصال محکم به pDNA دارند. بخش‌های دارای بار منفی شامل گروه‌های کربوکسیل بودند که توسط یک زنجیره هیدروکربنی کوتاه از هم جدا شده بودند. آنها با نسبت‌های مختلف به زنجیره پلیمری اضافه شدند.

در آزمایش‌های اولیه، آنها دریافتند که ترکیب جدیدشان دارای لایه‌ای از مولکول‌های آب متصل در محلول است که می‌تواند آنها را از نظر زیستی بی‌اثر کند. با مخلوط کردن آن با pDNA، از روشی که برای جداسازی ترکیبات DNA بر اساس طول استفاده می‌شود، استفاده شد تا نشان داده شود که pDNA می‌تواند با موفقیت با CA-PVIm کمپلکس تشکیل دهد. اندازه‌گیری‌های دیگر نیز نشان داد که ساختار سلسله مراتبی پیچیده pDNA حفظ شده است.

این تیم ترکیب خود را با تزریق آن به بافت ماهیچه موش آزمایش کردند. در مقایسه با pDNA خالص، آنها بیان ژن هدایت‌شده توسط pDNA را در ناحیه بسیار وسیع‌تری مشاهده کردند. این به وضوح نشان داد که پلی‌یون آنها به سلول‌ها جذب شده و از اندوزوم خارج شده است. آنها همچنین یک ترکیب بهینه را شناسایی کردند که در آن ۷ ٪ از مکان‌های قابل دسترس بار‌های منفی (CA (۷) -PVIm) دریافت کردند که بیشترین تأثیر را داشت. از آنجا که می‌تواند محموله خود را از طریق توده‌های بزرگی از ماهیچه منتقل کند، نتایج این تیم نویدبخش درمان‌های جدیدی برای بیماری‌های جدی ماهیچه است.