نانوالیاف ها و درمان بیماری های خود ایمنی
درمان های آنتی بادی مونوکلونال مزایای قابل توجهی را برای مبتلایان به طیف وسیعی از اختلالات خود ایمنی ایجاد می کند ، اما چنین بیولوژیکی اغلب عوارض جانبی دارد. اکنون ، مهندسان در حال ساخت روش های درمانی مبتنی بر نانوالیاف هستند که بدن را تحریک می کند تا حمله بیولوژیکی خود را بر روی اختلالات ایمنی انجام دهد.
درمان های بیولوژیکی برای بیماری های خود ایمنی متشکل از آنتی بادی های مونوکلونال است که فاکتورهایی را در سیستم ایمنی بدن جستجو و نابود می کند که به اشتباه حمله ایمنی به بدن را ایجاد می کند و باعث اختلالات جدی و مزمن از جمله بیماری کرون ، آرتریت روماتوئید و پسوریازیس می شود.
یک عامل ایمنی که معمولاً در چنین بیماریهایی بیش از حد تولید می شود ، فاکتور نکروز تومور (TNF) است. بنابراین درمان های بیولوژیکی شامل تزریق آنتی بادی های مونوکلونال است که به TNF اضافی پیوند داده شده و آنها را از بین می برد. متأسفانه ، علاوه بر عوارض جانبی ، درمان با آنتی بادی مونوکلونال می تواند درجات مختلفی از اثربخشی را در افراد مختلف داشته باشد.
سرانجام ، آنتی بادی های مونوکلونال که به TNF حمله می کنند در نهایت توسط سیستم ایمنی بدن شناخته می شوند ، که آنها را از بین می برد ، و درمان های بعدی را بی اثر می کند. این مسئله به ویژه هنگامی که بیماری مزمن است و به درمان مکرر نیاز دارد ، مشکل ساز است.
مهندسین زیستی در دانشکده مهندسی پرات در دانشگاه دوک قصد داشتند رویکرد جدیدی را ایجاد کنند که دارای مزایای خنثی سازی مداوم TNF ، و بدون عوارض جانبی باشد. Joel Collier ، Ph.D. ، استاد مهندسی پزشکی پزشکی و دانشجوی کارشناسی ارشد وی ، Kelly Hainline ، مطالعه ای (PNAS ، "مجموعه های مکمل مدولار برای کاهش شرایط التهابی") را انجام دادند ، که توسط موسسه ملی تصویربرداری پزشکی و مهندسی زیستی تأمین مالی شد (NIBIB) .
این استراتژی شامل ساخت نانوساختارهایی بود که بتوانند روی آنها زیر واحد های پروتئینی را از نظر شیمیایی متصل کنند که می تواند نوع واکنش بیولوژیکی لازم برای جداسازی بخش بیماری زا TNF را تحریک کند.
دیوید رامپولا ، دکترا ، مدیر بخش علوم اکتشاف و فناوری در NIBIB گفت: "با حدود 24 میلیون آمریکایی که از بیماری های خود ایمنی رنج می برند ، نیاز به درمان های موثر برای این اختلالات که بسیار ارزان تر و موثرتر از درمان های موجود باشد، وجود دارد." "نانوبیولوژی یک رویکرد امیدوار کننده برای ترغیب بدن برای ایجاد پاسخ ایمنی خود برای مبارزه با این بیماریهای پیچیده است. این کار در موشها انجام شده و به خوبی نشاندهنده درمانهای بالقوه با استفاده از نانوالیاف با طراحی و سنتز هوشمندانه، است. "
مهندسان دوک از یک فرآیند شیمیایی به نام خود آرایی درشت مولکول (supramolecular self-assembly) استفاده کردند. به نظر پیچیده می رسد اما کارها را ساده تر می کند. این تکنیک برای تهیه کپی های زیادی از مولکولهای پیچیده با قسمتهای مختلف استفاده می شود که عملکرد هر قسمت (درشت مولکولی) متفاوت است. شیمی آن هوشمندانه طراحی شده است بنابراین قطعات اضافه شده یکدیگر را پیدا می کنند و خود به خود به هم می چسبند (خودآرایی).
آنها یک نانو ساختارایجاد کرده اند که به آن الیاف نانو می گویند و دارای ساختمان مرکزی از واحدهای تکراری پروتئین است. از این ساختار برای افزودن قسمتهایی که با سیستم ایمنی بدن در تعامل هستند استفاده شد. یکی از اصلی ترین قطعات کار ، یک قطعه TNF است. قسمت دیگر کار ، تکه ای از پروتئین بود که سیستم ایمنی بدن را رد می کند و C3dg نامیده می شود.
هنگامی که آنها نانو الیاف را در موش های مبتلا به پسوریازیس قرار دادند ، این ماده همچنین به عنوان درمان آنتی بادی مونوکلونال عمل کرد. الیاف نانو با قطعات TNF باعث شد سیستم ایمنی موش باعث ایجاد آنتی بادی علیه TNF شود. آنها دریافتند که افزودن C3dg باعث افزایش توانایی درمان می شود زیرا C3dg پاسخ سلول B را افزایش می دهد ، به طوری که آنتی بادی های خنثی کننده TNF بیشتری تولید می شوند. حتی با کمال تعجب ، آنها دریافتند که C3dg به خودی خود دارای خواص ضد التهابی است ، یافته ای که آنها در مطالعات بعدی بررسی می کنند.
کولیر به طور مختصر استراتژی را توضیح می دهد. "ما از نانومواد استفاده می کنیم تا سیستم ایمنی بدن را به یک کارخانه تولید آنتی بادی ضد التهاب تبدیل کنیم. این در واقع یک واکسن ضد التهاب است. "
تیم تحقیقاتی این پروژه تحقیق بر روی این که چگونه داروهای نانو آنها سیستم ایمنی بدن را برای بهینه سازی درمان و انطباق این روش برای درمان سایر بیماری های التهابی تحریک می کنند، ادامه خواهند داد. آنها در مرحله بعدی قصد دارند این روش را در مدل موش آرتریت روماتوئید آزمایش کنند.
كولیر توضیح می دهد: "در نهایت استفاده از این روش در بیماران كاملاً روش جدیدی برای درمان بیماری التهابی خواهد بود." "بیماران به دوزهای کمتری نسبت به درمان های آنتی بادی مونوکلونال فعلی و با هزینه کمتری نیاز دارند - که برای دسترسی به همه بیماران ، به ویژه بیماران در مناطق و جوامع کم بهره مند تر، بسیار مهم است."
