ساخت مینی‌اکوسیستم‌های قطره‌ای برای آزمایش داروها

دانشمندان موسسه “اسکریپس ریسرچ”(Scripps Research) با استفاده از مینی اکوسیستم‌هایی به اندازه یک قطره، چالش بزرگی را در شیمی و توسعه دارو حل کرده‌اند تا به سرعت مشاهده کنند که آیا مولکول‌های خاص، می‌توانند به عنوان یک درمان بالقوه عمل کنند.

به گزارش آردی نیوز به نقل از مجله PNAS، این روش جدید به محققان اجازه می دهد تا از طریق آزمایش همزمان درباره چگونگی اتصال کاندیدهای دارویی به اهداف سلولی خود و تغییر عملکرد سلول، در زمان و بودجه صرفه جویی کنند.

دانشمندانScripps Research  از این تکنیک برای ارزیابی پتانسیل‌های درمانی آنتی‌بادی‌ها و پروتئین‌های Yشکل سیستم ایمنی بدن استفاده می‌کنند که هدف بیشتر تحقیقات دارویی هستند.

تیانکینگ ژنگ، پروفسور و دستیار فوق دکترا در بخش Scripps Research دانشگاه کالیفرنیا و اولین نویسندۀ این مطالعه جدید می‌گوید: «این مورد می‌تواند زمان زیادی را در کشف دارو از طریق کاهش مراحل مورد نیاز برای ارزیابی کاندیدهای دارویی، صرفه جویی کند.»

این مطالعه بر اساس ۳۰ سال تحقیق به رهبری پژوهشگر ارشد ریچارد لنر و لیتا آننبرگ هازن پروفسور ایمونوشیمی در Scripps Research، صورت گرفته است تا از نمایشگر فاژ آنتی‌بادی بهره ببرد. این نمایشگر در واقع نوعی تکنولوژی است که دانشمندان می‌توانند برای برچسب گذاری و آزمایش‌آنتی بادی‌ها و توانایی‌شان در اتصال به اهداف بیولوژیکی از آن استفاده کنند.

فناوری نمایشگر فاژ آنتی‌بادی، مسیرتوسعه داروها را از داروهای سرطانی تا داروهای درمانی معروف برند Humiraحرکت داده است.

اما دانشمندان در استفاده از این روش هنوز با تنگنا مواجه هستند. در گروه گسترده‌ای از آنتی‌بادی‌ها با خواص اتصال‌دهندگی برای بیماری هدف، ممکن است تنها تعداد اندکی آنتی‌بادی وجود داشته باشند که دارای عملکرد بیولوژیکی مناسب هستند. آزمایش عملکرد این آنتی بادی‌ها، زمان و هزینه را به فرآیند کشف دارو می افزاید.

روش مینی اکوسیستم جدید، برای همپوشانی و عملکرد در یک زمان آزمایش می‌شود. مینی اکوسیستم‌ها در قطراتی به اندازه یک پیکولیتر یا یک تریلیونیم لیتر نگهداری می‌شوند. محققان در این محدوده فشرده، یک سلول مربوط به پستانداران و باکتری‌های E. coli را گردهم آوردند. باکتری‌ها، فاژی را تولید می‌کنند که به عنوان حامل برای کاندیدهای داروی آنتی بادی عمل می‌کند. این آنتی‌بادی‌ها در سطح فاژ می‌توانند با سلول پستانداران در همان اکوسیستم، تعامل برقرار کنند.

ژنگ بیان کرده است: «کشت مشارکتی سلول‌های پستانداران و باکتری‌ها در مینی اکوسیستم‌ها، امکان انتخاب آنتی‌بادی‌های کاربردی را به طور مستقیم با صفحه نمایش فاژ فراهم می‌کند».

سلول پستانداران در قطره به گونه‌ای مهندسی شده است که اگر به درستی توسط یک آنتی‌بادی مورد هدف قرار گیرد، یک پروتئین فلورسنت را بیان کند. این بدان معنی است که تنها در یک مرحله، دانشمندان می‌توانند همپوشانی و عملکرد آنتی بادی را آزمایش کنند، به طوری که کشف دارو از لحاظ  زمان و هزینه به طور بالقوه مقرون به صرفه‌تر شود.

محققان برای آزمایش سیستم جدید خود، میلیون‌ها مینی اکوسیستم را با سلول‌های پستانداران و باکتری‌ها تولید کردند که آنتی‌بادی‌های فاژدار را بوجود می‌آورند. آنها این آنتی بادی‌ها را بر علیه یک هدف بیولوژیکی واقعی یا یک گیرنده در سلول‌های مغزی به نام TrkB، مورد آزمایش قرار دادند.

بنا بر نتایج، این سیستم کارکرد بسیار خوبی داشته است و مهمتر اینکه، محققان برخلاف مطالعات قبلی، مشاهده کردند آنتی‌بادی‌ها وقتی به فاژ وصل می‌شوند نسبت به آنتی‌بادی منفرد، در هدف قرار دادن TrkB بسیار بهتر عمل می‌کنند. /ایسنا