ریبوسوئیچ ها راهی به سوی ژن درمانی ایمن تر

تصور کنید بتوان ژن ها را به آسانی روشن و خاموش کردن چراغ اتاق فعال و غیر و فعال کرد!
مؤسسه علم و فناوری اوکیناوا (OIST) در ژاپن، با همکاری Astellas Pharma، ابزار جدیدی ایجاد کرده است که از مولکول های کوچک برای کنترل فعالیت یک قطعه RNA و در نهایت تنظیم بیان ژن استفاده می کند. این فناوری که در مجله انجمن شیمی آمریکا به چاپ رسیده است، در کشت های سلولی پستانداران و بروی موش ها با موفقیت آزمایش شده است.

کنترل دقیق روشن یا خاموش شدن یک ژن، می تواند منجر به تولید موثرتر ترکیباتی شود که ژن درمانی، سلول درمانی و پزشکی بازساختی را ایمن تر می کند. برای بیان ژن‌ها، سلول‌ها کپی‌های RNA زیادی از بخشی از DNA می‌سازند. این کپی‌های RNA که رونوشت نامیده می‌شوند برای ساخت پروتئین ها استفاده می‌شوند. در این روند می توان ژن های اضافی (به عنوان DNA یا RNA) به سلول ها معرفی کرد که می تواند برای ساخت پروتئین های جدید برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال، در ژن درمانی، اختلالات ناشی از پروتئین‌های معیوب را می‌توان با وارد کردن ژن‌هایی به سلول‌های بدن که نسخه‌های فعال آن پروتئین را کد می‌کنند، درمان کرد و در پزشکی احیاکننده، بیان ژن‌های وارد شده می‌تواند سلول‌ها را دوباره برنامه‌ریزی کند.

پروتئین‌های دارای کاربرد دارویی مانند هورمون‌ها و آنتی‌بادی‌ها نیز می‌توانند به راحتی با قرار دادن ژن‌ها در سلول‌های کشت‌شده تولید و جمع‌آوری شوند. با این حال، پس از معرفی DNA یا RNA به سلول‌ها، دانشمندان باید بتوانند تولید پروتئین را دقیقاً کنترل کنند تا در زمان مناسب و به مقدار مناسب ساخته شود. این کار بهره وری را به حداکثر می رساند و می تواند به جلوگیری از عوارض جانبی غیر ضروری در بیماران کمک کند.

یوهی یوکوبایاشی، رئیس واحد شیمی و مهندسی اسید نوکلئیک OIST و رهبر این تحقیق، گفت: «این فناوری شامل طراحی دقیق یک RNA به نام آپتامر است که می تواند به طور خاص به یک مولکول کوچک متصل شود. این آپتامر با سایر عناصر RNA ترکیب شده و در رونوشت کامل mRNA وارد می شود. mRNA وارد شده به سلول بسته به وجود مولکول کوچک در حالت روشن یا خاموش وجود دارد، از این رو اصطلاحا “ریبوسوئیچ” نامیده می شود. این حالت روشن یا خاموش تعیین می کند که رونوشت mRNA می تواند برای ساخت پروتئین استفاده شود یا خیر.

تا کنون، کاربردهای ریبوسوئیچ ها محدود بوده است. مولکول‌های کوچک مورد نیاز برای فعال یا غیرفعال کردن ریبوسوئیچ ها برای اتصال نیاز به دوزهای بالا داشتند، و به دلیل عدم ورود به سلول‌ها به طور مؤثر به آپتامر داخل سلول‌ها متصل نمی‌شدند و دوز بالای مولکول های فعال کننده کوچک نیز منجر به عوارض جانبی سمی می‌شد.

یوکوبیاشی گفت: «این توالی آپتامر با مولکول‌های کوچک در شرایط آزمایشگاهی طراحی می‌شوند، طراحی آپتامری که بتواند در محیط پیچیده سلول نیز کار کند، چالش بزرگی برای دانشمندان است. در این مطالعه، محققان چندین مولکول کوچک را انتخاب کردند و هدفشان توسعه آپتامرهای RNA بود که به آن ها در داخل سلول ها متصل می شد. نتیجه تلاش آنها یک توالی RNA کوتاه به نام AC17-4 بود که به طور خاص به دو مولکول کوچک ASP2905 و ASP7967 که توسط Astellas Pharma ساخته شده بود متصل می شود. این مولکول ها کاندیدای دارو هستند، می توانند به راحتی توسط سلول ها جذب شوند و خیلی سمی نیستند. ASP2905 برای درمان بیماری های عصبی ساخته شده است و تحت آزمایش بالینی فاز ۱ قرار گرفته است.

سرپرست این تحقیق افزود: ریبوسوئیچ توسعه یافته در این تحقیق در حال حاضر برای کاربردهای غیر بالینی، مانند تولید بیودارویی و آزمایش های حیوانی مناسب است، اما برای کاربردهای بالینی، مانند ژن درمانی، بهبود بیشتری لازم است. ما همچنین به تحقیق در مورد سایر ترکیبات و آپتامرهایی که در دست توسعه هستند و نتایج امیدوار کننده ای نشان می دهند، ادامه خواهیم داد. علاوه بر این، ما در حال بررسی استفاده از ریبوسوئیچ در موجودات دیگر مانند گیاهان و حشرات هستیم.