به گزارش ایسنا، محققان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) یک ویروس بی‌ضرر را در یک پلتفرم تحویل نانومقیاس مهندسی کرده‌اند که می‌تواند به ایجاد واکسن‌های شخصی‌سازی‌شده سرطان کمک کند.
این تیم با کنترل میزان تراکم پروتئین‌های هدف‌گیری‌کننده سرطان روی ویروس، ذرات واکسنی را توسعه دادند که به طور قابل توجهی رشد تومور را در موش‌ها کاهش می‌دهد.
این پلتفرم از یک باکتریوفاژ اصلاح‌شده به نام M13 استفاده می‌کند؛ ویروسی که باکتری‌ها را آلوده می‌کند، اما برای انسان بی‌ضرر است. این ویروس یک ساختار بلند و نخ‌مانند به نام نانوفیبر تشکیل می‌دهد که می‌تواند با آنتی‌ژن‌ها، پروتئین‌هایی که به سیستم ایمنی کمک می‌کنند تا اهداف خاص را تشخیص دهد، پوشانده شود.
محققان دریافتند که تنظیم غلظت این آنتی‌ژن‌ها روی ساختار ویروسی، میزان اثربخشی واکسن در تحریک پاسخ ایمنی را تغییر می‌دهد. این امر می‌تواند به دانشمندان اجازه دهد ذرات را با آنتی‌ژن‌های مختلف برای هدف قرار دادن تومورهای بیماران فردی سفارشی کنند.
این مطالعه توسط محققان موسسه تحقیقات یکپارچه سرطان کخ(Koch) در دانشگاه MIT رهبری شد. آنجلا بلچر(Angela Belcher)، استاد مهندسی زیستی و علوم و مهندسی مواد و نویسنده ارشد این مطالعه است و شنگنان هوانگ(Shengnan Huang)، رهبری این مطالعه را بر عهده داشته است.
تنظیم ساختار واکسن ویروسی
باکتریوفاژ M13 از یک رشته DNA تشکیل شده است که توسط یک پوسته پروتئینی یا کپسید احاطه شده است. محققان یک پروتئین کپسید به نام pVIII را اصلاح کردند و با گنجاندن دستورالعمل‌های ژنتیکی مربوطه در ویروس، آنتی‌ژن‌های سرطانی را به سطح آن متصل کردند.
با این حال، کنترل تعداد پروتئین‌های حامل آنتی‌ژن که روی ساختار ویروسی ظاهر می‌شوند، مهم بود. محققان دریافتند که افزودن یک یا دو اسید آمینه با بار منفی به پروتئین pVIII، تراکم آنتی‌ژن را افزایش می‌دهد و آنها می‌توانند با معرفی یک جهش ژنتیکی که تولید آنتی‌ژن را کند می‌کند، آن را بیشتر تنظیم کنند.
محققان با استفاده از این تکنیک‌ها ذراتی تولید کردند که آنتی‌ژن مدل SIINFEKL را در تراکم‌های مختلف از 6 تا 70 درصد نشان می‌دادند.
هنگامی که در موش‌ها آزمایش شد، واکسنی با 35 درصد تراکم آنتی‌ژن، محافظت قوی‌تری نسبت به واکسنی با 6 درصد تراکم آنتی‌ژن ارائه داد.
موش‌هایی که واکسن با غلظت بالاتر دریافت کردند، پس از قرار گرفتن در معرض سلول‌های ملانوما که همان آنتی‌ژن را حمل می‌کردند، کمتر دچار تومور شدند. آنها همچنین سلول‌های T بیشتری تولید کردند که پروتئین مرتبط با سرطان را هدف قرار می‌دهند.
محققان دریافتند که سلول‌های دندریتیک که به فعال شدن سلول‌های T کمک می‌کنند، احتمال بیشتری دارد که ذراتی را که تراکم آنتی‌ژن بالاتری دارند، جذب کنند.
آزمایش محافظت در برابر تومورهای روده بزرگ
این تیم همچنین این پلتفرم را با استفاده از ADPGK که یک نئوآنتی‌ژن است که به طور خاص در تومورهای روده بزرگ در یک مدل موش یافت می‌شود، آزمایش کردند. نئوآنتی‌ژن‌ها پروتئین‌هایی هستند که از تغییرات در سلول‌های سرطانی ناشی می‌شوند و می‌توانند به سیستم ایمنی در تشخیص تومورها از بافت سالم کمک کنند.
موش‌هایی که واکسن با تراکم بالاتر دریافت کردند، به طور قابل توجهی کمتر به تومورهای روده بزرگ مبتلا شدند که نشان می‌دهد این پلتفرم می‌تواند برای هدف قرار دادن پروتئین‌های مختلف خاص سرطان سازگار شود.
یکی دیگر از ویژگی‌های این سیستم این است که ویروس M13 می‌تواند به عنوان ماده کمکی واکسن خود عمل کند و ماده‌ای است که پاسخ ایمنی را تقویت می‌کند. دی‌ان‌ای تک رشته‌ای آن مسیر به نام TLR9 را فعال می‌کند که به تحریک سیستم ایمنی ذاتی بدن کمک می‌کند.
محققان همچنین با اصلاح توالی ژنتیکی ویروس می‌توانند این فعالیت کمکی را کنترل کنند. این امر به طور بالقوه نیاز به افزودن یک ماده محرک ایمنی جداگانه به واکسن را از بین می‌برد.
رویکردی ماژولار برای درمان سرطان
طراحی ماژولار این پلتفرم به این معنی است که محققان می‌توانند یک آنتی‌ژن را با آنتی‌ژن دیگری جایگزین کنند تا انواع مختلف تومورها را هدف قرار دهند. این امر در نهایت می‌تواند از واکسن‌هایی متناسب با ویژگی‌های مولکولی خاص سرطان یک بیمار پشتیبانی کند.
این یافته‌ها بر اساس کار قبلی همین تیم است که استفاده از نانوواکسن‌های مبتنی بر M13 را برای درمان تومورهای تثبیت‌شده در موش‌ها بررسی کرده بود. با این حال، محققان در آخرین مطالعه در درجه اول توانایی واکسن را در جلوگیری از رشد تومور آزمایش کردند.
این رویکرد هنوز در مرحله تحقیقات پیش‌بالینی است. مطالعات بیشتری برای تعیین اینکه آیا می‌تواند سرطان‌های تثبیت‌شده را به طور ایمن و مؤثر درمان کند و اینکه آیا نتایج به انسان قابل تعمیم است، مورد نیاز است.
این پژوهش در مجله Advanced Healthcare Materials منتشر شده است.
انتهای پیام
