RNA های مداخله گر کوچک (siRNA) درمان های جدیدی هستند که می توانند برای درمان طیف وسیعی از بیماری ها استفاده شوند. این منجر به تقاضای فزاینده برای روش‌های انتخابی، کارآمد و ایمن برای تحویل siRNA در سلول‌ها شده است. اکنون، با همکاری دانشگاه‌های آمستردام و لیدن، محققان نانوقفس‌های مولکولی اختصاصی برای تحویل siRNA ایجاد کرده‌اند. در مقاله‌ای که در مجله شیمی منتشر شده است، آنها نانوقفسه‌هایی را ارائه می‌کنند که به راحتی آماده می‌شوند و ویژگی‌های تحویل siRNA قابل تنظیم را نشان می‌دهند.
نانوقفس‌ها در گروه تحقیقاتی برای کاتالیز همگن، فوق مولکولی و الهام‌گرفته از زیست پروفسور Joost Reek و Bas de Bruin در مؤسسه علوم مولکولی Van’t Hoff در دانشگاه آمستردام و مطالعات بیشتر در گروه پروفسور الکساندر کروس توسعه یافتند. در موسسه شیمی لیدن انگیزه پژوهشگران پتانسیل siRNA در ژن درمانی بود که نیاز به سیستم های تحویل موثر دارد. آنها تصمیم گرفتند نانوقفس هایی با گروه های عملکردی در خارج ایجاد کنند و قفس ها را قادر به اتصال رشته های siRNA کنند. از آنجایی که اتصال مبتنی بر پیوندهای برگشت پذیر است، siRNA در اصل می تواند در یک محیط سلولی آزاد شود. برای کشف ویژگی‌های تحویل نانوقفس‌ها، محققان یک مطالعه آزمایشگاهی با استفاده از سلول‌های سرطانی مختلف انسانی انجام دادند.
مجموعه ای از قفسه های نانو
نانوقفس‌ها ساختاری از بلوک‌های ساختمانی مولکولی کوچک، به اصطلاح لیگاندهای دوتوپیکی هستند که با استفاده از اتم‌های فلزی به هم متصل می‌شوند. یک قفس معمولی از 12 اتم فلز و 24 لیگاند تشکیل شده است، از این رو مخفف M12L24 است. محققان پنج لیگاند مختلف را طراحی و سنتز کردند تا قفس‌های مولکولی با شباهت‌های مختلف اتصال siRNA را تشکیل دهند. سپس طیف وسیعی از نانوقفس‌های اتصال siRNA را با استفاده از پلاتین یا پالادیوم به عنوان فلز اتصال تهیه کردند. نانوقفس‌های پالادیوم در محیط سلولی پایداری کمتری دارند و تجزیه یکی از مکانیسم‌های آزادسازی siRNA است.
پس از غربالگری ویژگی‌های نانوقفس مانند پایداری و قابلیت اتصال siRNA، ویژگی‌های تحویل در سنجش‌های مبتنی بر خاموش کردن پروتئین فلورسنت سبز با واسطه siRNA (GFP) مورد آزمایش قرار گرفتند. این قفس‌ها برای تحویل siRNA به سلول‌های بیان‌کننده GFP انسانی استفاده می‌شوند، به طوری که اندازه‌گیری‌های فلورسانس می‌تواند تحویل موفقیت‌آمیز siRNA را ایجاد کند. دو نوع رده سلولی انسانی مورد استفاده قرار گرفت: HeLa و U2Os.
ترکیب قفس تحویل siRNA را تعیین می کند
در کمال تعجب، محققان نه تنها توانستند تحویل siRNA راضی کننده را نشان دهند، بلکه تمایز قابل توجهی را بسته به فلز مورد استفاده در نانوقفس کشف کردند. در جایی که یک نانوقفس Pt12L24 مبتنی بر پلاتین انتقال siRNA بسیار موثر به سلول‌های U2OS را نشان داد، کارایی کمی برای HeLa نشان داد. در مقابل، نانوقفس Pd12L24 مبتنی بر پالادیوم، مشتق شده از همان بلوک سازنده لیگاند، siRNA را به HeLa تحویل داد اما به U2OS نرسید. چنین تمایزی را نمی‌توان در آزمایش‌هایی مشاهده کرد که از یک سیستم تحویل تجاری (lipofectamine) استفاده می‌شد. بنابراین نانوقفس‌های M12L24 امکان تنظیم ویژگی‌های تحویل siRNA را با تنظیم ترکیب نانوقفس ارائه می‌دهند.
محققان در مقاله شیمی خود، این ویژگی منحصربه‌فرد انتخاب‌پذیری سلولی نانوذرات را افزوده‌ای امیدوارکننده در زمینه تحویل مواد ژن RNA هدفمند می‌دانند که پتانسیل کامل آن هنوز کشف نشده است. اگرچه نتایج کنونی در تحقیقات آزمایشگاهی بسیار کنترل شده به دست آمده است، آنها انتظار دارند که تحویل RNA قابل تنظیم نانوقفس‌های آنها باعث پیشرفت‌های آینده نانوداروهای RNA انتخابی بسیار مطلوب شود.
منبع:
مرجع مجله:
بوبیلف، EO، و همکاران. (2023، آوریل). کاربرد نانوقفس‌های M12L24 به عنوان عوامل تحویل siRNA اختصاصی سلول در شرایط آزمایشگاهی. شیمی. doi.org/10.1016/j.chempr.2023.03.018.