استفاده از میکروذرات برای ارائه واکسن های "خود تقویت کننده"

محققان میکروذراتی را توسعه داده‌اند که می‌توانند برای تحویل محموله خود در مقاطع زمانی مختلف تنظیم شوند که می‌تواند برای ایجاد واکسن‌های «خود تقویت‌کننده» استفاده شود.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری از اردبیل؛ بیشتر واکسن ها، از سرخک گرفته تا کووید-19، قبل از اینکه گیرنده کاملاً واکسینه شده باشد، نیاز به یک سری واکسن های متعدد دارند. برای سهولت دستیابی به این هدف، محققان میکروذراتی را توسعه داده‌اند که می‌توانند برای تحویل محموله خود در مقاطع زمانی مختلف تنظیم شوند که می‌تواند برای ایجاد واکسن‌های «خود تقویت‌کننده» استفاده شود.

در یک مطالعه جدید، محققان شرح می‌دهند که چگونه این ذرات در طول زمان تجزیه می‌شوند و چگونه می‌توان آن‌ها را تنظیم کرد تا محتویات خود را در مقاطع زمانی مختلف منتشر کنند. این مطالعه همچنین بینش هایی را در مورد اینکه چگونه می توان محتویات را در برابر از دست دادن ثبات خود در انتظار انتشار محافظت کرد، ارائه می دهد.

MIT’s Burst-Release Microparticles Open Doors to Self-Boosting Vaccines

با استفاده از این ذرات، که شبیه فنجان‌های کوچک قهوه هستند که با یک درب بسته شده‌اند، محققان می‌توانند واکسن‌هایی را طراحی کنند که فقط یک بار باید تزریق شوند و سپس در نقطه‌ای مشخص در آینده «خودتقویت شوند». این ذرات می توانند تا زمان آزاد شدن واکسن زیر پوست باقی بمانند و سپس تجزیه شوند، درست مانند بخیه های قابل جذب.

این نوع تحویل واکسن می تواند به ویژه برای انجام واکسیناسیون دوران کودکی در مناطقی که مردم دسترسی مکرر به مراقبت های پزشکی ندارند مفید باشد.

محققان می‌گویند: این پلتفرمی است که می‌تواند به طور گسترده برای همه انواع واکسن‌ها، از جمله واکسن‌های مبتنی بر پروتئین نوترکیب، واکسن‌های مبتنی بر DNA، حتی واکسن‌های مبتنی بر RNA قابل استفاده باشد. . درک فرآیند چگونگی انتشار واکسن‌ها، همان چیزی است که در این مقاله توضیح دادیم، به ما این امکان را می‌دهد تا روی فرمول‌هایی کار کنیم که برخی از بی‌ثباتی‌هایی را که می‌توان در طول زمان ایجاد کرد، برطرف کرد.

به گفته محققان، این رویکرد همچنین می تواند برای ارائه طیف وسیعی از درمان های دیگر، از جمله داروهای سرطان، هورمون درمانی، و داروهای بیولوژیک مورد استفاده قرار گیرد.

انتشار ناگهانی دارو

محققان برای اولین بار تکنیک میکروساخت جدید خود را برای ساخت این ریزذرات توخالی در مقاله علمی 2017 توصیف کردند. این ذرات از PLGA، یک پلیمر زیست سازگار که قبلاً برای استفاده در دستگاه‌های پزشکی مانند ایمپلنت، بخیه و دستگاه‌های مصنوعی تأیید شده است، ساخته شده‌اند.

برای ایجاد ذرات فنجانی، محققان آرایه هایی از قالب های سیلیکونی ایجاد می کنند که برای شکل دادن به فنجان ها و درب های PLGA استفاده می شود. هنگامی که مجموعه ای از فنجان های پلیمری تشکیل شد، محققان از یک سیستم توزیع خودکار ساخته شده برای پر کردن هر فنجان با دارو یا واکسن استفاده کردند. پس از پر شدن فنجان‌ها، درب‌ها روی هر فنجان قرار می‌گیرند و پایین می‌آیند و سیستم کمی حرارت داده می‌شود تا فنجان و درب با هم ترکیب شوند و دارو را داخل آن ببندند.

vaccine graphic

این تکنیک که SEAL (Stamped Assembly of Polymer Layers) نام دارد، می تواند برای تولید ذرات با هر شکل و اندازه ای استفاده شود. در مقاله ای که اخیراً در مجله Small Methods منتشر شده است، ایلین صادقی، نویسنده ارشد، فوق دکترای MIT، و دیگران نسخه جدیدی از این تکنیک را ایجاد کردند که امکان ساخت ساده و در مقیاس بزرگتر ذرات را فراهم می کند.

در مطالعه جدید Science Advances، محققان می‌خواستند در مورد چگونگی تجزیه ذرات در طول زمان، آنچه باعث آزاد شدن ذرات محتویاتشان می‌شود و اینکه آیا ممکن است پایداری داروها یا واکسن‌هایی که درون ذرات حمل می‌شوند افزایش یابد، اطلاعات بیشتری کسب کنند.

مطالعات محققان در مورد مکانیسم آزادسازی نشان داد که پلیمرهای PLGA که ذرات را تشکیل می‌دهند به تدریج توسط آب شکافته می‌شوند و هنگامی که به اندازه کافی از این پلیمرها شکسته شد، درب بسیار متخلخل می‌شود. خیلی زود پس از ظاهر شدن این منافذ، درپوش از هم جدا می شود و محتویات آن بیرون می ریزد.

مرتضی سرمدی، متخصص پژوهش در موسسه کخ و اخیراً دریافت‌کننده دکترای MIT و نویسنده اصلی این مقاله می گوید: ما متوجه شدیم که تشکیل ناگهانی منافذ قبل از زمان انتشار، کلیدی است که منجر به انتشار ضربانی می شود. ما برای مدت طولانی هیچ منافذی نمی بینیم و سپس ناگهان شاهد افزایش قابل توجهی در تخلخل سیستم هستیم.

سپس محققان تصمیم گرفتند تا بررسی کنند که چگونه پارامترهای مختلف طراحی، شامل اندازه و شکل ذرات و ترکیب پلیمرهای مورد استفاده در ساخت آنها، بر زمان انتشار دارو تأثیر می گذارد.

در کمال تعجب، محققان دریافتند که اندازه و شکل ذرات تأثیر کمی بر سینتیک انتشار دارو دارد. این ذرات را از بسیاری از انواع دیگر ذرات دارورسانی که اندازه آنها نقش مهمی در زمان رهاسازی دارو ایفا می کند، متمایز می کند. در عوض، ذرات PLGA بر اساس تفاوت در ترکیب پلیمر و گروه های شیمیایی متصل به انتهای پلیمرها، بار خود را در زمان های مختلف آزاد می کنند.

سرمدی می گوید: اگر می خواهید ذره پس از شش ماه برای کاربرد خاصی آزاد شود، از پلیمر مربوطه استفاده می کنیم یا اگر بخواهیم بعد از دو روز آزاد شود، از پلیمر دیگری استفاده می کنیم. طیف گسترده ای از برنامه ها می توانند از این مشاهدات بهره مند شوند.

تثبیت بار

محققان همچنین بررسی کردند که چگونه تغییرات pH محیط بر ذرات تأثیر می گذارد. هنگامی که آب پلیمرهای PLGA را تجزیه می کند، محصولات جانبی شامل اسید لاکتیک و اسید گلیکولیک است که محیط کلی را اسیدی تر می کند. این می تواند به داروهای حمل شده در ذرات، که معمولا پروتئین ها یا اسیدهای نوکلئیک حساس به pH هستند، آسیب برساند.

در یک مطالعه در حال انجام، محققان اکنون در حال کار بر روی روش هایی برای مقابله با این افزایش اسیدیته هستند که امیدوارند پایداری بار حمل شده در ذرات را بهبود بخشد.

برای کمک به طراحی ذرات آینده، محققان همچنین یک مدل محاسباتی ایجاد کردند که می تواند بسیاری از پارامترهای طراحی مختلف را در نظر بگیرد و پیش بینی کند که چگونه یک ذره خاص در بدن تجزیه می شود. این نوع مدل می‌تواند برای هدایت توسعه نوع ذرات PLGA که محققان در این مطالعه بر روی آنها تمرکز کرده‌اند، یا دیگر انواع ذرات میکروساخت یا چاپ سه بعدی یا دستگاه‌های پزشکی استفاده شود.

تیم تحقیقاتی قبلاً از این استراتژی برای طراحی یک واکسن خود تقویت کننده فلج اطفال استفاده کرده است که اکنون روی حیوانات در حال آزمایش است. معمولاً واکسن فلج اطفال باید به صورت یک سری دو تا چهار تزریق جداگانه تزریق شود.

ما معتقدیم که این ذرات پوسته هسته پتانسیل ایجاد یک واکسن ایمن، تک تزریقی و خودافزاینده را دارند که در آن می توان با تغییر ترکیب، کوکتلی از ذرات با زمان انتشار متفاوت ایجاد کرد.

لانگر می‌گوید: چنین رویکرد تزریقی واحدی نه تنها می‌تواند انطباق بیماران را بهبود بخشد، بلکه پاسخ‌های ایمنی سلولی و هومورال به واکسن را نیز افزایش می‌دهد.

این نوع دارورسانی می تواند برای درمان بیماری هایی مانند سرطان نیز مفید باشد. در یک مطالعه 2020 Science Translational Medicine، محققان مقاله‌ای را منتشر کردند که در آن نشان دادند که می‌توانند داروهایی را که مسیر STING را تحریک می‌کند، که پاسخ‌های ایمنی را در محیط اطراف تومور تقویت می‌کند، در چندین مدل سرطان موش تحویل دهند. این ذرات پس از تزریق به تومورها، چندین دوز از دارو را طی چند ماه تحویل دادند که رشد تومور را مهار کرد و متاستاز را در حیوانات تحت درمان کاهش داد.

مریم محرمی

انتهای پیام/

زمان انتشار: چهارشنبه ۲۹ تیر ۱۴۰۱ - ۱۰:۱۴:۵۹

شناسه خبر: 102287

مطالب مرتبط :
عکس

استفاده از داروهای بیولوژیک جایگزینی برای شیمی درمانی در سرطان کودکان

برای نخستین بار در اراک روش بیولوژیک برای درمان کودکان سرطانی جایگزین شیمی درمانی شد.

آزمایش گزینه جدید درمان سندروم حاد تنقسی کووید ۱۹ « یک هورمون شایع تیروئید»

محققان امریکایی گزارش کردند:

آزمایش موفقیت آمیز گزینه جدید درمان کووید ۱۹ « هورمون شایع تیروئید»

محققان امریکایی یک هورمون شایع تیروئید را بعنوان گزینه جدید برای درمان سندروم تنفسی حاد کووید ۱۹ با موفقیت آزمایش کردند،

دیدگاه ها و نظرات :
نام کامل وارد شود
دقیق و صحیح وارد شود
لطفا فارسی و خوانا باشد
captcha
ارسال
اشتراک گذاری مطالب