در پژوهشی جدید انجام شد
نانوواکسنها، امیدی تازه برای مقابله با عفونتها و سرطان
محققان در پژوهشی جدید به بررسی نقش فناوری نانو در ساخت واکسنهای پیشرفته پرداختهاند؛ فناوریای که میتواند شیوه رساندن مواد واکسنی به بدن و تحریک دستگاه ایمنی را دگرگون کند.
نانوذرات، ساختارهایی بسیار کوچک هستند که اندازه آنها معمولا بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر است. برای درک این مقیاس باید گفت نانومتر بسیار کوچکتر از آن چیزی است که با چشم یا حتی بسیاری از ابزارهای معمول دیده شود. همین اندازه بسیار ریز باعث میشود نانوذرات رفتارهایی متفاوت از مواد بزرگتر داشته باشند.
آنها سطح تماس زیادی نسبت به حجم خود دارند و به همین دلیل میتوانند واکنشپذیرتر باشند، مواد دارویی یا زیستی را در خود حمل کنند و سطحشان برای هدفگیری بهتر در بدن تغییر داده شود. در پزشکی، این ویژگیها اهمیت زیادی دارد، زیرا میتوان از نانوذرات برای رساندن دقیقتر دارو، ماده ژنتیکی یا آنتیژن استفاده کرد. آنتیژن بخشی از عامل بیماریزا یا شبیه آن است که دستگاه ایمنی را برای شناسایی و مقابله با بیماری آماده میکند.
اهمیت پژوهش درباره نانوذرات در واکسنسازی از آنجا بیشتر میشود که واکسنهای کلاسیک همیشه پاسخگوی همه نیازها نیستند. برخی واکسنها برای اثرگذاری بهتر به دوزهای بالاتر، تزریقهای تکراری یا مواد کمکی نیاز دارند. در برخی بیماریها نیز لازم است دستگاه ایمنی به شکلی دقیقتر و قویتر فعال شود، بهویژه زمانی که هدف، مقابله با عفونتهای پیچیده، بیماریهای مزمن یا سرطان است. نانوذرات میتوانند از برخی سدهای زیستی بدن عبور کنند، وارد سلولها شوند و محتوای خود را به محل مناسب برسانند.
همچنین برخی از آنها میتوانند گیرندههای ایمنی را تحریک کنند و هم ایمنی ذاتی، یعنی خط دفاعی اولیه بدن، و هم ایمنی تطبیقی، یعنی پاسخ اختصاصی و حافظهدار بدن، را فعال کنند. به همین دلیل، ترکیب نانوفناوری با ایمنیشناسی مسیر تازهای برای ساخت واکسنهای کارآمدتر ایجاد کرده است.
طاهره نوایی دیوا از گروه شیمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد سوادکوه به همراه یک همکار همدانشگاهی، تحقیقی را درباره واکسنهای مبتنی بر فناوری نانو انجام دادهاند. این پژوهش به جای تمرکز بر یک واکسن خاص، تصویری کلی از پیشرفتها، شیوه عملکرد و آینده واکسنهایی ارائه میدهد که در آنها از نانوذرات استفاده میشود.
پژوهشگران در این کار تلاش کردهاند نشان دهند چگونه ساختارهای نانویی میتوانند نقش حامل آنتیژن یا مواد ژنتیکی را بر عهده بگیرند و در عین حال با کمک ویژگیهایی مانند آزادسازی کنترلشده و اصلاح سطح، پاسخ ایمنی بدن را بهتر هدایت کنند. این نوع واکسنها که گاهی نانوواکسن نامیده میشوند، در سالهای اخیر بهویژه پس از تجربه واکسنهای نوین علیه کووید-۱۹، بیش از گذشته مورد توجه قرار گرفتهاند.
روش انجام این پژوهش از نوع مطالعه مروری بوده است. در چنین مطالعهای، پژوهشگران آزمایش تازهای روی انسان یا حیوان انجام نمیدهند، بلکه دانش موجود را گردآوری و تحلیل میکنند تا تصویری روشنتر از یک حوزه علمی به دست آید.
در این مطالعه، نقش نانوذرات در واکسنسازی بررسی شده و انواع پرکاربرد آنها از نظر ساختار، عملکرد و مزایا تحلیل شدهاند. از جمله این نانوذرات میتوان به نانوذرات لیپیدی، پلیمری، فلزی، معدنی، مغناطیسی، نانوژلها، دندریمرها و ذرات شبهویروسی اشاره کرد. ذرات شبهویروسی ساختارهایی هستند که ظاهر بیرونی ویروس را تقلید میکنند، اما ماده ژنتیکی ویروس را ندارند و بنابراین نمیتوانند بیماری ایجاد کنند. نانوذرات لیپیدی نیز ساختارهایی چربیمانند هستند که برای حمل مولکولهای حساس، مانند برخی مواد ژنتیکی، مناسباند.
بررسی انجامشده نشان میدهد نانوواکسنها میتوانند چند مزیت مهم داشته باشند. آنها پایداری آنتیژن را افزایش میدهند، یعنی مادهای که قرار است دستگاه ایمنی را آموزش دهد، مدت بیشتری سالم و مؤثر باقی میماند. همچنین ممکن است نیاز به دوزهای بالای واکسن را کاهش دهند و امکان تجویز غیرتهاجمی را فراهم کنند؛ برای مثال روشهایی که به تزریقهای معمول وابسته نباشند. این واکسنها میتوانند پاسخ ایمنی را نیز مؤثرتر کنند، چون آنتیژن را به شکل هدفمندتر به سلولهای ایمنی میرسانند و بدن را برای پاسخ دقیقتر آماده میسازند.
با این حال، یافتههای مطالعه فوق که در فصلنامه «دنیای نانو» وابسته به انجمن نانوفناوری ایران منتشر شدهاند، فقط بر مزایا تمرکز ندارند و به چالشها هم اشاره میکنند. سمیت احتمالی برخی نانوذرات، پایداری پایین بعضی سامانهها، تشکیل پوشش پروتئینی روی سطح نانوذرات در بدن و دشواری انتقال نتایج مطالعات حیوانی به انسان از موانع مهم این حوزه است. به زبان ساده، نانوذرهای که در آزمایشگاه یا مدل حیوانی خوب عمل میکند، لزوما در بدن انسان همان رفتار را ندارد. همچنین تولید صنعتی، ارزیابی ایمنی درازمدت و رعایت مقررات سختگیرانه، مسیر توسعه این واکسنها را پیچیدهتر میکند.
به گفته محققان، نانوواکسنها فقط یک نسخه کوچکتر یا پیشرفتهتر از واکسنهای قدیمی نیستند، بلکه میتوانند شیوه طراحی واکسن را تغییر دهند. در واکسنهای سنتی، معمولا هدف این است که بدن با بخشی از عامل بیماریزا آشنا شود و در آینده سریعتر واکنش نشان دهد. اما در نانوواکسنها، امکان طراحی دقیقتر وجود دارد؛ یعنی میتوان تعیین کرد ماده واکسنی به کدام سلول برسد، با چه سرعتی آزاد شود و چه نوع پاسخی را در دستگاه ایمنی فعال کند. این ویژگی در زمینه سرطان اهمیت ویژهای دارد، زیرا فعالسازی سلولهای T کشنده میتواند برای شناسایی و حمله به سلولهای توموری مهم باشد.
طبق اطلاعات تکمیلی این پژوهش، آینده این حوزه به سمت واکسنهای mRNA چندمنظوره، شخصیسازیشده و قابل تجویز از راههای غیرتهاجمی حرکت میکند. واکسنهای mRNA از پیامهای ژنتیکی کوتاه استفاده میکنند تا سلولهای بدن را به ساختن یک بخش بیخطر از عامل هدف وادار کنند و دستگاه ایمنی را آموزش دهند. نمونه موفق کاربرد نانوذرات در مقیاس جهانی، واکسنهای مبتنی بر نانوذرات لیپیدی علیه کووید-۱۹ بودهاند.
مجریان این تحقیق در انتها اشاره کردهاند که در چشمانداز آینده، ترکیب نانوفناوری با هوش مصنوعی، زیستشناسی مصنوعی و سامانههای پاسخدهنده به محرک میتواند به طراحی واکسنهایی هوشمندتر، سریعتر و متناسبتر با نیاز هر فرد کمک کند.
نظر شما