Alper Demirezen Giriş
Northwestern Medicine’den araştırmacılar ACS Nano’da nanoterapötikler kullanarak aşı ve ilaç üretme sürecini geliştirdiklerini bildirdiler.
Çalışmanın başyazarı, Hematoloji ve Onkoloji Bölümü’nde tıp profesörü, Northwestern Weinberg Sanat ve Bilim Koleji’nde George B. Rathmann Kimya Profesörü ve Uluslararası Nanoteknoloji Enstitüsü Direktörü Chad Mirkin, “Son on yılda, küresel nükleik asit veya SNA teknolojisi, kanser ve diğer hastalıklar da dahil olmak üzere çok çeşitli hastalıklar için geniş bir terapötik platform olarak ortaya çıktı” dedi.
Mirkin grubundaki araştırmacılar, rasyonel vaksinoloji olarak adlandırılan metodik bir geliştirme süreci aracılığıyla, gen düzenlemesi ve kanser immünoterapisinde uygulanmak üzere daha az yan etkiye sahip hassas nanotıplar oluşturma çabalarında bu SNA teknolojisini kullandılar.
Northwestern Üniversitesi Robert H. Lurie Kapsamlı Kanser Merkezi’nin bir üyesi olan Mirkin, “Tarihsel olarak, aşı yapısı aşıların geliştirilmesinde çok az ilgi görmüştür” dedi. “Tüm dikkat bileşenler üzerinde toplanmıştır. Rasyonel aşılama teorisi, yapının da bileşenler kadar hayati olduğu fikrine dayanır. İster kanseri ister bulaşıcı bir hastalığı tedavi etsin, aşı bileşenlerinin modüler nano ölçekli bir mimari içinde düzenlenme şekli aşının etkinliğini önemli ölçüde etkileyebilir.”
SNA’ları oluşturmak için araştırmacılar ilk olarak çeşitli kimyasal bağlama grupları kullanarak oligonükleotidleri (DNA veya RNA’nın kısa şeritleri) lipozom yüzeyine bağlamanın etkilerini araştırdılar. Aşamalı olarak hidrofobik dodekan bazlı bağlama grupları kullanıldığında nano yapının dayanıklılığının önemli ölçüde arttığını keşfettiler. Bu daha kararlı SNA yapıları, fare kemik iliğinden türetilmiş dendritik hücrelere eklendiğinde, farklı türde bağlama grupları ve kimyasallarla yapılan diğer SNA varyantlarına göre daha iyi hücresel alım göstermiştir.
Makalenin ortak yazarı ve Mirkin laboratuvarında doktora öğrencisi olan Jasper Dittmar, “Oligonükleotidleri partikülün yüzeyine tutturmanın bir yolunu bulduk ve bu da SNA yapısının genel stabilitesini değiştiriyor ki bu çok önemli” dedi. “SNA mimarisinin bağışıklık hücreleri de dahil olmak üzere neredeyse tüm hücre tipleri tarafından hızla içselleştirilmesi ve tanınması, onu bu kadar güzel yapan şeydir. Doğru miktarda adjuvan molekülü ve antijeni doğru stokiyometride önemli hücrelere iletmek için aşı elde edersiniz.”
Mirkin laboratuvarındaki bilim insanları daha sonra, aşı araştırmalarında sıklıkla kullanılan ve yumurta proteininden yapılan bir model peptit olan OVA1’i kullanarak SNA aşısını lenfomadan etkilenen farelere uyguladı. Kanserlere ve kronik enfeksiyonlara karşı etkili olduğu düşünülen daha fazla polifonksiyonel T hücresine sahip olmanın yanı sıra, OVA1 SNA ile tedavi edilen farelerde, salinle tedavi edilen farelere kıyasla tümör boyutlarında 21 kat azalma olduğu tespit edildi.
Araştırmacılar daha sonra farelerde aşırı reaktif bağışıklık tepkilerini tetikleyip tetiklemediğini görmek için SNA’ya baktılar ve bu da aşının enflamatuar yan etkilerini değerlendirmelerini sağladı. Tedavi, farelerde immünoterapilerin olumsuz bir etkisi olan ve bazen ölümcül olabilen sitokin fırtınasına neden olmadı.
Şiddetli COVID-19 vakaları sitokin fırtınalarıyla bağlantılı olduğundan, Mirkin ve araştırma ekibi ayrıca OVA1 peptidinin COVID-19 virüsünden (CoV peptidi) bir peptid ile değiştirildiği ve daha sonra insan hücrelerine ve nihayetinde farelere verilen bir SNA aşısı geliştirdi. Araştırmacılar, aşının çok az olumsuz yan etkisi olduğunu ve antijene özgü, anti-COVID bağışıklık tepkilerini geliştirdiğini keşfetti.
Mirkin laboratuvarında doktora adayı ve makalenin ortak yazarlarından Michael Evangelopoulos, “Birlikte ele alındığında, bu çalışmanın sonuçları, hedef hastalıktan bağımsız olarak aşıların ve diğer hassas tedavilerin geliştirilmesi ve sunulması için yeni bir yol için bir temel oluşturuyor” dedi.
Mirkin’e göre, sonuçlar aşı geliştirmenin önemini daha da vurguluyor.
Mirkin’e göre yapı önemlidir. Aşıların yapısını incelemek için çok fazla zaman harcamadığımız bir alanda ağaçlar için ormanı kaçırıyor olabiliriz. Bir ilacın etkili olup olmadığı, onu oluşturan parçalara ve yapısal sunumuna ilişkin kolektif kavrayışımıza bağlıdır.”
Ona göre Mirkin grubu, hangisinin en başarılı olduğunu belirlemek için çeşitli SNA aşılama ayarları geliştirmeye devam edecek.
SNA platformlarını kullanarak daha etkili yapıların keşfedildiğini ve bu platformların işlevselliğini anlamaya yönelik çalışmalar devam etmektedir. Bu çalışmalar aşı bilimine ışık tutacak ve yeni bir ilaç nesli oluşturulacaktır.
Kaynak: https://phys.org/news/2023-10-nanotherapeutic-vaccine-delivery.html
Görsel Kaynak: https://phys.org/news/2023-10-nanotherapeutic-vaccine-delivery.html
İleri Okuma İçin: Jasper W. Dittmar et al, Tuning DNA Dissociation from Spherical Nucleic Acids for Enhanced Immunostimulation, ACS Nano (2023).
Editör: Ömer DEMİR
