هذا الأسلوب القائم على RNA يمكن أن تجعل العلاج الجيني أكثر فعالية

إيصال الجينات إلى خلايا وظيفية ليحل محل الجين المتحول, هذا النهج المعروف باسم العلاج الجيني, يحمل إمكانات لعلاج أنواع عديدة من الأمراض. أقرب الجهود المبذولة لإيصال الجينات إلى الخلايا المريضة التي تركز على DNA, ولكن العديد من العلماء الآن على استكشاف إمكانية استخدام RNA بدلا من ذلك, والتي يمكن أن توفر تحسين سلامة وسهولة الولادة.

المهندسين البيولوجي MIT وقد وضعت الآن وسيلة لتنظيم التعبير عن RNA بمجرد أن يحصل في خلايا, منحهم مراقبة دقيقة على جرعة من البروتين الذي يتلقى المريض. هذه التكنولوجيا قد تسمح للأطباء علاج أكثر ترزي بدقة لكل مريض على حدة, ويقدم أيضا وسيلة لتحويل الجينات بسرعة من, اذا كان ضروري.

واضاف "يمكننا السيطرة بتحفظ جدا كيف يمكن للجينات مختلفة يتم التعبير,"يقول يعقوب Becraft, طالب دراسات عليا MIT واحد من المؤلفين الرئيسيين للدراسة, الذي يظهر في أكتوبر. 16 قضية علم الطبيعة الكيميائية. "تاريخيا, وقد واجهت العلاجات الجينية القضايا المتعلقة بالسلامة, ولكن مع التطورات الجديدة في مجال البيولوجيا الاصطناعية, يمكننا خلق نماذج جديدة كليا من "العلاجات الذكية" التي تعمل بنشاط مع خلايا المريض نفسه لزيادة فعالية وسلامة ".

وقد بدأت Becraft وزملاؤه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا شركة لتطوير هذا النهج, مع التركيز في البداية على علاج السرطان. تايلر اغنر, ومؤخرا المتلقي الدكتوراه في جامعة بوسطن, هو أيضا المؤلف الرئيسي لورقة. تاسوكو Kitada, ومرحلة ما بعد الدكتوراه MIT السابق, ورون فايس, أستاذ معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الهندسة البيولوجية وعضو في معهد كوخ, هي العليا الكتاب.

الدوائر RNA

فقط وقد تمت الموافقة على عدد قليل من العلاجات الجينية للاستخدام البشري حتى الآن, ولكن العلماء يعملون على واختبار العلاجات العلاج الجيني جديدة لأمراض مثل فقر الدم المنجلي, الهموفيليا مرض بالدم, وأمراض العيون الخلقية, من بين عدة آخرين.

كأداة للعلاج بالجينات, DNA يمكن أن يكون من الصعب العمل مع. عندما يحملها النانوية الاصطناعية, يجب أن يتم تسليم الجزيئات إلى النواة, التي يمكن أن تكون غير فعالة. الفيروسات هي أكثر كفاءة لتقديم DNA; ومع ذلك, أنها يمكن أن تكون مناعة, صعبة, ومكلفة لإنتاج, وغالبا دمج الحمض النووي إلى جينوم الخلية الخاصة, الحد من إمكانية تطبيقها في العلاجات الجينية.

الرنا المرسال, أو مرنا, تقدم أكثر مباشرة, وغير الدائمين, طريقة لتغيير التعبير الجيني الخلايا. في جميع الخلايا الحية, مرنا يحمل نسخا من المعلومات الواردة في DNA إلى الخلية عضيات تسمى الريبوسومات, الذي تجميع البروتينات المشفرة بواسطة الجينات. وبالتالي, من خلال تقديم مرنا ترميز جين معين, يمكن للعلماء تحفز إنتاج البروتين المطلوب دون الحاجة إلى الحصول على المواد الوراثية في نواة الخلية أو إدماجه في الجينوم.

للمساعدة في جعل العلاج الجيني القائم على RNA أكثر فعالية, تعيين فريق MIT إلى التحكم بدقة في إنتاج البروتينات العلاجية مرة واحدة يحصل على RNA داخل الخلايا. للقيام بذلك, قرروا التكيف مع مبادئ علم الأحياء الاصطناعية, والتي تسمح للبرمجة دقيقة للدوائر DNA الاصطناعية, إلى RNA.

تتكون الدوائر الجديدة الباحثين من ضفيرة واحدة من الحمض النووي الريبي التي تتضمن جينات البروتينات العلاجية المطلوبة، فضلا عن جينات البروتينات ملزم RNA, التي تتحكم في التعبير عن البروتينات العلاجية.

"نظرا للطبيعة الديناميكية النسخ المتماثل, يمكن ضبطها أداء الدوائر "للسماح للبروتينات مختلفة للتعبير في أوقات مختلفة, كل من نفس حبلا من الحمض النووي الريبي,"يقول Becraft.

وهذا يسمح للباحثين لتشغيل الدوائر في الوقت المناسب باستخدام "جزيء صغير" الأدوية التي تتفاعل مع بروتينات ملزمة RNA. عندما المخدرات مثل دوكسيسيكلين, الذي هو بالفعل FDA وافقت عليها, يضاف إلى الخلايا, كان يمكن أن تستقر أو زعزعة استقرار التفاعل بين RNA والبروتينات ملزم RNA, اعتمادا على كيفية تصميم الدوائر. هذا التفاعل يحدد ما إذا كانت بروتينات تمنع التعبير الجيني RNA أو لا.

في دراسة سابقة, وأظهر الباحثون أيضا أن يتمكنوا من بناء خلية خصوصية في دوائرها, بحيث RNA فقط يصبح نشطا في الخلايا المستهدفة.

استهداف السرطان

الشركة التي بدأت الباحثين, حبلا التداوي, وتعمل الآن على التكيف مع هذا النهج إلى العلاج المناعي السرطان - استراتيجية العلاج الجديد الذي ينطوي على تحفيز الجهاز المناعي للمريض لمهاجمة الأورام.

عن طريق RNA, ويخطط الباحثون لتطوير الدوائر التي يمكن أن تحفز بشكل انتقائي الخلايا المناعية لمهاجمة الأورام, مما يجعل من الممكن لاستهداف الخلايا السرطانية التي انتشر إلى أجزاء الوصول إليها صعبة من الجسم. فمثلا, وقد ثبت أنه من الصعب لاستهداف الخلايا السرطانية, مثل آفات الرئة, مع مرنا بسبب مخاطر تأجيج أنسجة الرئة. استخدام الدوائر RNA, الباحثون أولا تقديم العلاج لأنواع الخلايا السرطانية المستهدفة داخل الرئة, ومن خلال الدوائر الجينية, ان RNA تفعيل الخلايا التائية التي يمكن علاج الانبثاث السرطان في أماكن أخرى في الجسم.

"إن الأمل هو إحداث استجابة مناعية التي هي قادرة على التقاط ومعالجة ما تبقى من الانبثاث في جميع أنحاء الجسم,"يقول Becraft. "إذا كنت قادرا على علاج موقع واحد من السرطان, ثم الجهاز المناعي سوف تأخذ الرعاية من بقية, لأنك قد بنيت الآن استجابة مناعية ضدها ".

باستخدام هذه الأنواع من الدوائر RNA, أن الأطباء تكون قادرة على ضبط الجرعات على أساس كيف المريض يستجيب, ويقول الباحثون. كما توفر دوائر طريقة سريعة لإيقاف إنتاج البروتين العلاجي في الحالات التي يصبح النظام المناعي للمريض overstimulated, التي يمكن أن تكون قاتلة محتملة.

فى المستقبل, ويأمل الباحثون في تطوير الدوائر الأكثر تعقيدا والتي قد تكون على حد سواء التشخيصية والعلاجية - لأول مرة الكشف عن مشكلة, مثل وجود ورم, ومن ثم إنتاج الدواء المناسب.

مصدر:

HTTP://news.mit.edu, قبل آن ترافتون