رویکرد جدید نانوالیگومر برای درمان COVID-19 شدید


فقدان درمان‌های ضد ویروسی برای عفونت‌های تنفسی با ظهور و گسترش جهانی سندرم حاد تنفسی ویروس کرونا 2 (SARS-CoV-2) آشکار شد.

مطالعه: نانولیگومرهایی که miRNA انسانی را برای درمان COVID-19 شدید هدف قرار می‌دهند، در موش‌ها بی‌خطر و غیرسمی هستند.  اعتبار تصویر: cherezoff / Shutterstock.com

مطالعه: نانولیگومرهایی که miRNA انسانی را برای درمان کووید-19 شدید هدف قرار می‌دهند، در موش‌ها بی‌خطر و غیرسمی هستند.. اعتبار تصویر: cherezoff / Shutterstock.com

زمینه

SARS-CoV-2 یک ویروس ریبونوکلئیک اسید پوشش دار (RNA) با رشته مثبت است که به گیرنده گیرنده آنزیم تبدیل کننده آنژیوتانسین 2 (ACE2) گیرنده انسانی و گیرنده پروتئاز گذرنده سرین 2 (TMPRSS2) متصل می شود، که هر دو در درجه اول در دستگاه تنفسی و ریه ها. عفونت SARS-CoV-2 متعاقباً منجر به بیماری کروناویروس 2019 (COVID-19) می شود.

موارد شدید COVID-19 می تواند منجر به سندرم زجر تنفسی حاد، سندرم طوفان سیتوکین و نارسایی تنفسی شود. COVID-19 همچنین می تواند به کبد، سیستم قلبی عروقی، کلیه ها، دستگاه گوارش و سیستم عصبی آسیب برساند.

اگرچه چندین واکسن علیه SARS-CoV-2 ساخته شده است، ظهور مداوم انواع جدید، عدم در دسترس بودن واکسن و/یا نرخ واکسیناسیون پایین همچنان ایمنی جمعیت جهانی در برابر COVID-19 را تهدید می کند. علاوه بر میزان بالای مرگ و میر ناشی از کووید-19، اثرات بالقوه درازمدت گزارش شده در افرادی که از این بیماری بهبود یافته اند نیز یک نگرانی قابل توجه برای سلامت عمومی است.

الیگونوکلئوتیدهای آنتی سنس (ASOs) نوکلئوتیدهای مصنوعی تک رشته‌ای هستند که می‌توانند به اسیدهای نوکلئیک آلی و مولکول‌هایی مانند RNAهای تداخلی کوچک مصنوعی (siRNA)، اسیدهای نوکلئیک پپتیدی (PNAs) و مورفولینوها متصل شوند.

PNAها از نوکلئوبازهای روی یک ستون فقرات شبه پپتیدی تشکیل شده و دارای طولی هستند in vivo نیمه عمر علاوه بر این، PNAها به دلیل وجود ستون فقرات بدون بار می توانند به شدت به RNA و DNA متصل شوند و بنابراین می توانند به عنوان درمان های بازدارنده استفاده شوند که در مقایسه با فناوری های مبتنی بر DNA بسیار محکم تر به هدف خود متصل می شوند.

Micro-RNA ها (miRNAs) RNA های کوچک غیر کد کننده ای هستند که عملکردهای زیادی را انجام می دهند، از جمله تنظیم پس از رونویسی ژن هایی که با عفونت ها مرتبط هستند. سطوح بالای miRNA 2392 (miR-2392) در نتیجه عفونت شدید SARS-CoV-2 در انسان مشاهده شده است.

علاوه بر این، miR-2392 نیز برای کمک به تکثیر ویروس و محدود کردن پاسخ ایمنی میزبان به SARS-Cov-2 گزارش شده است. هیپوکسی، تنظیم مثبت التهاب، گلیکولیز، و سرکوب میتوکندری نیز با سطوح بالای miR-2392 مشاهده شده است.

مطالعات قبلی گزارش کرده‌اند که PNAها می‌توانند miRNA‌ها را متصل کرده و پاسخ‌های ایمنی را تعدیل کنند، نشانگرهای زیستی را شناسایی کنند، با تومورها مبارزه کنند یا به‌عنوان برچسب‌های بیو سوپرمولکولی عمل کنند. با این حال، استفاده از فن‌آوری‌های آنتی‌سنس چالش‌های متعددی دارد، زیرا اسیدهای نوکلئیک به وسیله‌ای برای انتقال به سلول‌ها نیاز دارند.

یک رویکرد برای غلبه بر این چالش می تواند استفاده از نانولیگومرها باشد. نانولیگومرها حاوی نانوذرات طلا هستند که انتقال و توزیع آنها را در سراسر بدن بهبود می بخشد.

مطالعات قبلی با نانولیگومرها نشان‌دهنده سطوح پایین‌تر SARS-CoV-2 و همچنین عدم سمیت است، بنابراین آنها را به یک گزینه درمانی مناسب تبدیل می‌کند. با این حال، دانش بیشتری در مورد آنها مورد نیاز است in vivo توزیع زیستی، ایمنی و فارماکوکینتیک (PK).

یک جدید علوم و مهندسی بیومواد ACS مطالعه توزیع زیستی و ایمنی یک نانوالیگومر جدید به نام SBCoV207 را مورد بحث قرار می دهد که برای هدف قرار دادن miR-2392 در مدل موش استفاده شد.

در مورد مطالعه

مطالعه حاضر شامل طراحی و سنتز نانولیگومرها و به دنبال آن اندازه‌گیری رزونانس پلاسمون سطحی (SPR) بود. SARS-CoV-2 تکثیر شد و تیترهای ویروسی با سنجش پلاک در سلول های Vero E6 تعیین شد. به دنبال آن یک روش واکنش زنجیره‌ای پلیمراز رونویسی معکوس کمی (PCR) برای اندازه‌گیری سطوح RNA SARS-CoV-2 و همچنین ایمونوفلورسانس پروتئین نوکلئوکپسید ویروسی (N) انجام شد.

یک مطالعه پنج روزه ایمنی داخل بینی با استفاده از موش های ماده BALB/c که بین 8 تا 12 هفته سن داشتند، انجام شد. دوزهای SBCoV207 1، 2، 5، یا 10 میلی گرم بر کیلوگرم به هر گروه به صورت داخل بینی داده شد و به مدت پنج روز قبل از اتانیز شدن تحت نظارت قرار گرفت.

نمونه های خون و ادرار قبل از اتانازی جمع آوری شد، در حالی که نمونه های بافت پس از آن جمع آوری شد. برای تعیین سطح سرمی فاکتور نکروز تومور α (TNF-α)، آلبومین و اینترلوکین 6 (IL-6) از روش ایمونوسوربنت متصل به آنزیم (ELISA) استفاده شد. تجزیه و تحلیل بافت‌شناسی طحال، ریه‌ها، کلیه‌ها و کبد بر روی موش‌هایی که 10 میلی‌گرم بر کیلوگرم SBCoV207 یا تیمار کنترل دریافت کردند، انجام شد.

یک مطالعه 24 ساعته توزیع زیستی داخل بینی با استفاده از نمونه های خون و ادراری که قبل از اتانازی در یک، سه، شش یا 24 ساعت پس از تجویز SBCoV207 جمع آوری شده بودند، انجام شد. پس از آن، مطالعات ایمنی و توزیع زیستی داخل صفاقی و همچنین داخل وریدی انجام شد. در نهایت، غلظت SBCoV207 در بافت های مختلف اندام محاسبه شد.

یافته های مطالعه

مشخص شد که SBCoV207 عفونت ویروسی را مهار می کند و همچنین منجر به کاهش ده برابری سطوح RNA پیام رسان ویروسی (mRNA) در مقایسه با نانولیگومرهای غیرمعنا می شود. اندازه‌گیری‌های SPR نشان‌دهنده اتصال قوی SBCoV207 به توالی اتصال miR2392 در مقایسه با نانولیگومرهای نادرست بود. با این حال، هیچ یک از موش‌ها تغییر وزنی نشان ندادند و پس از تجویز SBCoV207 به نوشیدن و خوردن به طور معمول ادامه دادند.

مطالعات بافت‌شناسی خونریزی آلوئولی در ریه‌ها، همراه با التهاب تحت حاد را در کبد موش‌های تحت درمان با SBCoV207 و کنترل نشان داد. سطوح آلبومین، TNF-α و IL-6 در موش های تحت درمان و کنترل نرمال بود. علاوه بر این، بیشتر سطوح کموکاین و سیتوکین حتی 24 ساعت پس از تجویز SBCoV207 کمتر از حد تشخیص (LOD) بود.

بالاترین سطح نانولیگومرها در کلیه ها، ادرار، ریه ها و خون کامل یافت شد. SBCoV207 از طریق دفع ادرار طی چند ساعت پس از تجویز حذف شد و بدون توجه به مسیر مصرف، تا پنج روز در اندام‌ها تجمع یافت. قابل ذکر است، هیچ سمیتی در هیچ زمانی از یک ساعت تا پنج روز پس از تجویز مشاهده نشد.

غلظت حالت پایدار SBCoV207 در طحال و کبد از طریق مسیرهای داخل صفاقی و داخل وریدی به دست آمد. بین 500-700 نانوگرم در گرم بافت SBCoV207 پس از پنج روز در کبد، ادرار و طحال مشاهده شد، در حالی که غلظت‌های پایین‌تری در سایر بافت‌ها گزارش شد. علاوه بر این، دو موش پنج روز پس از تجویز، سطح SBCoV207 بالایی را در ریه‌ها و یک موش در کلیه نشان دادند.

نتیجه گیری

مطالعه حاضر نشان داد که تیمار نانولیگومر SBCoV207 بدون توجه به روش‌های تجویز، هیچ سمیتی در موش‌ها نشان نداد. SBCoV207 توزیع زیستی بالایی در ریه ها و محل عفونت نشان داد. با این حال، تجمع آن در اندام ها کم بود.

روی هم رفته، درمان نانوالیگومر پتانسیل موثر و ایمن بودن برای درمان کووید-19 شدید را دارد، به‌ویژه در مناطقی که نرخ واکسیناسیون پایینی دارند یا انواع جدیدی از آن‌ها شناسایی شده‌اند. این رویکرد همچنین می تواند به ارائه استراتژی برای کاهش همه گیری های آینده کمک کند.[if–>

مرجع مجله:

  • مک کولوم، CR، کورتنی، سی ام، اوکانر، نیوجرسی، و همکاران (2022). نانولیگومرهایی که miRNA انسانی را برای درمان کووید-19 شدید هدف قرار می‌دهند، در موش‌ها بی‌خطر و غیرسمی هستند. علوم و مهندسی بیومواد ACS. doi:10.1021/acsbiomaterials.2c00510.



منبع