محققان روش جدیدی برای رساندن سریع، موثر و کوتاه پروتئین به مغز پیدا کردند



بسیاری از بیماری ها در منشا پروتئینی دارند که به درستی عمل نمی کند. اکنون، یک تیم تحقیقاتی چند رشته‌ای با تگزاس A&M AgriLife و دانشگاه A&M تگزاس راهی برای رساندن سریع، موثر و کوتاه یک پروتئین به مغز با پیامدهای درمانی و علمی پیدا کرده‌اند.

کاربردهای بالقوه این روش در آینده می تواند شامل ترمیم آسیب های نخاعی و طیف وسیعی از دیگر کاربردهای تزریق موضعی باشد.

دکتر Jean-Philippe Pellois، پروفسور و دانشیار برنامه تحصیلات تکمیلی، گروه بیوشیمی و بیوفیزیک در کالج کشاورزی و علوم زیستی تگزاس A&M گفت: «ما دریافتیم که می‌توانیم با موفقیت پروتئینی را به مغز موش برسانیم.» پروتئین‌ها مولکول‌های بزرگی هستند که به راحتی وارد سلول‌ها نمی‌شوند یا از غشای سلولی عبور نمی‌کنند، اما ما ترفندی برای رسیدن به این هدف ایجاد کرده‌ایم.

هم پروتئین و هم سیستم تحویل آن به طور طبیعی پس از انجام نقش خود تخریب می شوند.

Pellois، که همچنین یکی از محققین تگزاس A&M AgriLife Research است، می‌گوید: «ما می‌خواستیم مطمئن شویم که معرف‌هایی داریم که روی سلول بسیار ملایم هستند، که می‌توانند بدون ایجاد اختلال وارد سلول‌ها شوند و سپس بدون هیچ ردی از آن خارج شوند.

پلویز و آزمایشگاه او با آزمایشگاه سدریک جفروی، دکترا، استادیار دپارتمان علوم اعصاب و درمان های تجربی در دانشکده پزشکی تگزاس A&M همکاری کردند.

سرمایه گذاران این مطالعه شامل مؤسسه ملی علوم پزشکی عمومی، مؤسسه تحقیقات و پیشگیری از سرطان تگزاس، بنیاد کریگ اچ. نیلسن، و مؤسسه توانبخشی و بنیاد تحقیقات بودند.

نتایج، “تحویل بر اساس پپتید درون تنی یک آنزیم اصلاح کننده ژن به سلول های سیستم عصبی مرکزی”، در 28 سپتامبر در مجله معتبر منتشر شد. پیشرفت علم

نحوه عملکرد سیستم تحویل پروتئین

از آنجایی که پروتئین‌ها می‌توانند تأثیرات قدرتمندی داشته باشند، سلول‌ها در مورد پروتئین‌هایی که اجازه ورود به آن‌ها را می‌دهند، حساس هستند. روشی که تیم برای مقابله با آن استفاده کرد، کمی شبیه مخلوط کردن سبزیجات با ماک و پنیر برای وسوسه کردن یک بچه حساس است.

پلویس گفت: «سلول‌ها معادل دستگاه گوارشی دارند که به آن مسیر اندوسیتی می‌گویند. “ما موفق می‌شویم سلولی را وادار کنیم که پروتئین‌ها و ابزار تحویل خود را بخورد. ابزار تحویل، پس از اینکه در مسیر درون سلولی درونی شد، سپس به پروتئین‌ها اجازه می‌دهد تا وارد بقیه سلول، به ویژه هسته شوند، جایی که ما می‌توانیم پاسخی را تحریک کنیم. “

آزمایشگاه‌های دیگر کشف کرده‌اند که ویروس نقص ایمنی انسانی حاوی توالی کوچکی از اسیدهای آمینه است. یک پپتید -؛ که سلول ها ترجیح می دهند بخورند. این تیم توانایی این پپتید را برای ورود به سلول ها بهبود بخشید. هنگامی که در داخل سلول قرار می گیرد، پپتید از «دستگاه گوارش» سلول می گریزد و پروتئین هدف نیز می آید.

جفروی گفت: «مردم بخشی از این پپتید را با پروتئین مورد علاقه استفاده کرده‌اند. “سیستم ما یک قدم جلوتر می رود. شما نیازی به تغییر پروتئین ندارید – بیشتر آنها تحویل داده می شوند.”

با مخلوط کردن پروتئین مورد نظر و پپتید در محلول، سپس تزریق مخلوط به مغز موش، تیم دریافتند که پروتئین آنها به راحتی وارد سلول های مغز می شود. موش‌ها به‌طور ویژه پرورش داده شدند تا پروتئین در صورت رسیدن به هدف، سیگنال بصری ایجاد کند، فلورسانس. در واقع، سلول‌های مغزی در نزدیکی محل تزریق تنها پس از تزریق پروتئین و ابزار تحویل آن شروع به فلورسانس کردند.

Pellois گفت: “اگر پروتئین وارد سلول ها شود، این سلول ها فلورسنت قرمز می شوند.” بنابراین با مشاهده اینکه آیا سلول ها فلورسنت شده اند یا خیر، می توانیم بگوییم که آیا پروتئین موفق به ورود شده است یا خیر.

مفاهیم برای مطالعه بیشتر

جفروی، متخصص در آسیب‌های عصبی و آسیب‌های نخاعی، گفت: این مطالعه شواهد لازم را ارائه می‌دهد که این روش در مغز زنده کار می‌کند.

او گفت که کار بیشتر بر روی بهبود روش هدف قرار دادن تنها یک نوع سلول متمرکز خواهد بود. محدودیت دیگر این است که روش در حال حاضر فقط با تزریق موضعی کار می کند. با این وجود، این مطالعه مسیری را برای بسیاری از کاربردهای بالقوه باز می کند.

پلویس گفت: «یک کاربرد کلیدی استفاده از این روش برای تزریق موضعی، مانند محل آسیب نخاعی است. ما همچنین در حال بررسی امکان انجام این کار در مفاصل زانو برای ترمیم غضروف یا مبارزه با التهابی هستیم که بیماری هایی مانند آرتریت می تواند ایجاد کند.

به گفته جفروی، این روش ممکن است به ارائه درمان هایی غیر از پروتئین کمک کند.

او گفت: “این همچنین می تواند تحویل داروها را افزایش دهد. اگر یک داروی ضد سرطان دارید که بسیار سمی است، این روش می تواند مقدار داروی ما را کاهش دهد.”

Geoffroy و Pellois ثبت اختراع در مورد اجزای این روش به ثبت رسانده اند. آنها همچنین شرکتی را تاسیس کرده اند تا تحقیقات را به سمت برنامه های کاربردی نزدیک تر کنند.

منبع:

تگزاس A&M AgriLife Communications

مرجع مجله:



منبع