Son zamanlarda biyotıptaki en önemli gelişmelerden biri, CRISPR gibi genlerin hücreler içinde yüksek hassasiyetle eklenmesine, çıkarılmasına veya değiştirilmesine izin veren hedefli gen düzenleme yöntemlerinin geliştirilmesidir. Bu yöntem halihazırda test edilmiş veya orak hücreli anemisi olan hastaları ve multipl miyelom ve liposarkom gibi kanser hastalarını tedavi etmek için kullanılmıştır. Ayrıca bu yöntemi geliştiren araştırmacılar bu yıl Nobel Ödülü’nü aldı. Bu gen düzenleme yöntemi, istenen genleri bulma ve değiştirme konusunda çok hassas olsa da, vücudun belirli hedef bölgelerini tedavi etmenin bir yolu yoktur. Şimdiye kadar test edilen tedaviler, pahalı ve zaman alıcı bir süreç olan kan kök hücrelerinin veya bağışıklık sistemi T hücrelerinin vücuttan çıkarılmasını ve dolaşımı yenilemek veya bağışıklık tepkisini yeniden oluşturmak için hastaya yeniden enjekte edilmesini içerir.
Tufts Üniversitesi araştırmacıları, Charpentier ve Doudna’nın başarılarına dayanarak, gen düzenleme paketlerini farelerde kan-beyin bariyerinden doğrudan beynin belirli bölgelerine, bağışıklık sisteminin hücrelerine veya belirli doku ve organlara ulaştırmayı başardılar. Bu uygulamalar, nörolojik durumların, hatta kanser, bulaşıcı hastalıklar ve bağışıklık sistemi hastalıklarının tedavisinde tamamen yeni bir stratejik yol sağlayabilir.
Profesör Qiaoping Xu liderliğindeki Tufts Üniversitesi’ndeki bir biyomedikal mühendisleri ekibi, bir gen düzenleme araç setini paketlemenin bir yolunu aradı. Böylece kitin laboratuvar yerine hedef hücrelerde görevini yapabilmesi için vücuda enjekte edilebiliyor. Lipit nanoparçacıkları (LNP’ler) adı verilen küçük lipid parçacıkları baloncukları kullandılar. Bu kabarcıklar, düzenleyici enzimleri kapsülleyebilir ve onları belirli hücrelere, dokulara veya organlara taşıyabilir. Lipitler, kendilerine yağlı bir kıvam veren uzun bir karbon kuyruğundan ve sucul ortamlarda tercih edilen hidrofilik bir kafadan oluşan moleküllerdir. Ayrıca baş ve kuyruk arasında nitrojen-kükürt-oksijen bazlı bir bağlantı vardır. Yağ, balonun etrafına, baş dışarı bakacak ve kuyruk balonun merkezine doğru içe doğru uzanacak şekilde yerleştirilir.
Xu’nun ekibi, bu nanoparçacıkların yüzeyini, belirli hücre türlerine yapışacak, zarlarıyla bütünleşecek ve işlerini yapmak için hücrenin içindeki gen düzenleyici enzimleri serbest bırakacak şekilde değiştirebildi.
İçindekiler
Kimyasal formülasyon ile yönlendirilmiş LNP üretimi
Araştırmacılar, farklı baş, kuyruk ve bağlantı bölgelerini karıştırarak, belirli hücreleri hedefleme yeteneklerine bağlı olarak çeşitli aday LNP’leri izleyebilir ve üretebilir. En iyi adaylar farelerde test edilir ve daha sonra gen düzenleyici enzimleri farelerde aynı hücrelere daha iyi hedeflemek ve iletmek için kimyasal olarak değiştirilir.
Xu, “Gen düzenleme de dahil olmak üzere çok çeşitli terapötik araçların kapsüllenmiş dağıtımını yapacak bir yöntem geliştirdik” dedi. İlaç endüstrisi tarafından ilaçları tasarlamak için kullanılan kombinatoryal kimya yöntemlerini kullandık. Ancak ilacın kendisini üretmek yerine, dağıtım aracının parçalarını tasarlamak için bu yöntemleri uyguladık.” Ustaca kimyasal modelleme kullanan Xu ve ekibi, NLP kafalarında nörotransmiterler kullandı. Çünkü normalde bu tür maddelere geçirgen olmayan kan-beyin bariyeri Moleküler parçalar, Büyük olanı yenebilirdi.
İlaçların bariyerden güvenli ve verimli bir şekilde beyne geçmesini sağlamak, tıpta uzun süredir devam eden bir sorun olmuştur. Birincisi, CRISPR paketini oluşturan haberci RNA ve enzim kompleksi,
Onu canlı hayvanların beyinlerindeki belirli hedef bölgelere başarıyla aktaran ekip, Xu’nun laboratuvarı oldu.
Kavşaklardaki ve lipid kuyruklarındaki ince değişikliklerin yardımıyla, bir antifungal ilaç olan amfoterisin B’den (menenjit tedavisinde kullanılır) küçük bir moleküle ve tau üreten gene bağlanan bir DNA parçasına izin veren bir LNP ürettiler. Alzheimer hastalığı ile ilişkili protein beyne iletilecek. .
Son zamanlarda, Xu ve ekibi, gen düzenleyici paketlerin farelerin T hücrelerine iletilmesine izin veren LNP’ler üretti. T hücreleri vücutta antikor üretmeye, virüsler çoğalıp yayılmadan önce enfekte olmuş hücreleri yok etmeye ve bağışıklık sistemindeki diğer hücreleri baskılayıp düzenlemeye yardımcı olur.
Ürettikleri LNP’ler, genellikle bulundukları dalakta veya karaciğerde gen düzenleyici içeriği iletmek için T hücrelerine bağlanır. Bu içerik daha sonra moleküler yapıyı ve dolayısıyla T hücrelerinin davranışını değiştirir. Bu, sürecin ilk adımıdır ve aşıların yaptığı gibi yalnızca bağışıklık sistemini uyarmak için değil, aynı zamanda T hücrelerinin hastalıklarla daha iyi savaşmasına yardımcı olmak için tasarlanmıştır. Xu’nun T-hücresi genomu düzenleme yöntemi, genomlarını değiştirmek için virüsleri kullanan şimdiye kadar denenmiş yöntemlerden daha hedefli, etkili ve potansiyel olarak daha güvenlidir.
Xu, T hücrelerini hedefleyerek, enfeksiyonla mücadelede, kansere karşı korumada ve enflamasyonu azaltmada muazzam çok yönlülüğe sahip olan bağışıklık sisteminin bir dalına dokunabileceğimizi söyledi. Xu ve ekibi, mekanizmalarında daha fazla ipucu buldu. Bunlardan biri LNP’lerin vücuttaki hedeflerine giden yolu kendi başlarına bulabilmeleridir. Akciğerlerdeki hücreleri hedef alan deneylerde araştırmacılar, nanopartiküllerin enjeksiyondan sonra kan dolaşımındaki spesifik proteinleri seçici olarak seçtiğini buldular. LNP’lerin yüzeye bağlı proteinleri, LNP’lerin hedeflerine bağlanmalarına yardımcı olan ana parçaları haline gelir. Bu bilgi, gelecekteki iletim bileşenlerinin tasarımını iyileştirmeye yardımcı olabilir.
Bu sonuçlar şu ana kadar yalnızca farelerde gösterildiğinden, Xu, insanlarda uygulama yönteminin etkinliğini ve güvenliğini belirlemek için daha fazla çalışma ve klinik denemeye ihtiyaç olduğunu kaydetti.
kaynak:
https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=56343.php
yazar: Yüce Mücahid
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]