کرمهای قلابدار انگلی میتوانند به داروخانههای زنده در بدن تبدیل شوند
در سالهای اخیر، زیستفناوری مرزهای تازهای در پزشکی گشوده است؛ از ویرایش ژن گرفته تا طراحی سلولها و موجودات زنده برای انجام وظایف درمانی. اکنون پژوهشی تازه، ایدهای حتی غیرمعمولتر را مطرح کرده است: استفاده از انگلهای رودهای بهعنوان سامانههای زنده تولید دارو در بدن انسان. در این مطالعه، دانشمندان کرمهای قلابدار را بهگونهای مهندسی کردهاند که بتوانند مولکولهای درمانی تولید کنند.
پژوهشگران با استفاده از فناوری ویرایش ژن کریسپر (CRISPR/Cas9) موفق شدهاند کرمهای قلابدار رودهای را طوری مهندسی کنند که بتوانند علیه یک سم بسیار کشنده، پادتن تولید کنند.
به گزارش ساینسنیوز، کرم مورد استفاده در پژوهش از گونه آنکیلوستوما سیلانیکوم (Ancylostoma ceylanicum) است که بهطور طبیعی در روده پستانداران ازجمله انسان زندگی میکند و از خون میزبان تغذیه میکند. هدف پژوهشگران این بود که از توان طبیعی این موجود برای بقا در بدن، بهعنوان بستری برای رساندن مواد درمانی استفاده شود.
دانشمندان تلاش کردهاند مفهوم جدیدی را آزمایش کنند: بهجای مصرف قرص یا تزریقهای مکرر دارو، تعداد کمی از کرمهای مهندسیشده در روده زندگی کنند و بهطور پیوسته مولکولهای درمانی را تولید و وارد بدن کنند. به گفته پژوهشگران، در آینده ممکن است حتی حدود ۵۰ کرم در بدن یک فرد بتوانند نقش «داروخانه زنده داخلی» را ایفا کنند و به درمان بیماریهایی مانند آلرژی، چاقی یا برخی بیماریهای مزمن کمک کنند.
پژوهشگران برای نخستین بار کرمهای قلابدار رودهای را طوری مهندسی کردند که بتوانند پروتئین درمانی در بدن میزبان تولید کنند
برای انجام این کار، پژوهشگران ابتدا با چالشی اساسی روبهرو بودند: وارد کردن ماده ژنتیکی به بدن کرمهای قلابدار. این کرمها دارای پوشش بیرونی بسیار مقاومی هستند که از آنها در برابر محیط خشن روده محافظت میکند. برای حل این مشکل، پژوهشگران از روشی به نام «الکتروپوریشن» استفاده کردند؛ بدین صورت که با واردکردن پالسهای کوتاه الکتریکی، سوراخهای بسیار ریزی در غشای سلول ایجاد میشود تا DNA بتواند وارد سلول شود.
پژوهشگران DNA مورد نظر را به تخمهای کرم وارد کردند. این DNA شامل دستورالعملهایی برای ساخت سیستم ویرایش ژن کریسپر و همچنین ژنی برای تولید پادتن علیه «تترودوتوکسین» بود؛ سمی بسیار قوی که توسط بادکنکماهی تولید میشود و تاکنون پادزهر موثری برای آن پیدا نشده است. این موضوع باعث شده آژانس پروژههای پیشرفته دفاعی آمریکا (دارپا) نیز به این خط پژوهشی علاقهمند شود، زیرا تترودوتوکسین میتواند بهعنوان عامل بالقوه در جنگهای زیستی مطرح باشد.
- زمان مصرف دارو را فراموش میکنید؟ کپسول هوشمند جدید محتویاتش را سر وقت آزاد میکند24 اردیبهشت 04مطالعه '3
- داروها از کجا میدانند به کدام قسمت بدن بروند؟08 تیر 01مطالعه '5
- تولید دارو در مدار زمین؛ رویایی علمیتخیلی که درحال تبدیل به واقعیت است27 روز قبلمطالعه '3
پس از اصلاح ژنتیکی، پژوهشگران همسترها را با کرمهای مهندسیشده یا کرمهای معمولی آلوده کردند تا اثر تغییرات را بررسی کنند. نتایج نشان داد در خون حیواناتی که میزبان کرمهای مهندسیشده بودند، قطعاتی از آنتیبادی تولیدشده قابل شناسایی است. این مقدار از آنتیبادی در آزمایشهای آزمایشگاهی توانست حدود ۲۰ درصد از اثر سم را خنثی کند.
یافتهها نشان میدهد که کرمهای قلابدار مهندسیشده نهتنها قادر به فعالسازی ژن واردشده در بدن میزبان هستند، بلکه قادرند پروتئین درمانی تولید و آن را به جریان خون منتقل کنند. بااینحال، پژوهشگران تأکید میکنند که میزان تولید فعلی آنتیبادی هنوز برای محافظت کامل در برابر مقدار واقعی سم بسیار قوی کافی نیست.
کرمها با بهرهگیری از فناوری کریسپر، به ژنی مجهز شدند که امکان تولید پادتن علیه سم تترودوتوکسین را فراهم میکرد
برخی متخصصان مستقل نیز که در پژوهش دخیل نبودند، هشدار دادهاند که برای خنثیسازی کامل تترودوتوکسین احتمالاً به مقدار بسیار بیشتری از آنتیبادی نیاز است و در شرایط واقعی بدن، کارایی فعلی ممکن است محدود باشد.
با وجود محدودیتها، پژوهشگران مطالعه را «اثبات مفهوم» مهمی میدانند که نشان میدهد اصل ایده قابل اجراست، حتی اگر هنوز تا استفاده درمانی فاصله زیادی داشته باشد. یکی از چالشهای آینده این است که ژنهای واردشده بتوانند در نسلهای بعدی کرمها نیز منتقل شوند تا جمعیت پایداری از کرمهای درمانی ایجاد شود. همچنین لازم است میزان تولید و ترشح مواد درمانی در بدن بهطور قابل توجهی افزایش یابد.
برخی دانشمندان مستقل نیز تأکید کردهاند که یکی از موانع اصلی در مطالعه انگلها، دشواری دستکاری ژنتیکی آنهاست. موفقیت این گروه در واردکردن DNA به تخمهای کرم، میتواند درک علمی از زیستشناسی انگلها را نیز گسترش دهد و حتی به راههای جدیدی برای کنترل یا درمان عفونتهای انگلی منجر شود.
پژوهش در ژورنال Nature Communications منتشر شده است.