تولید خودکار نانوذرات لیپیدی؛ گامی برای شتاب توسعه درمان‌های RNA

پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) روش جدیدی برای تولید نانوذرات لیپیدی ارائه کرده‌اند که می‌تواند سرعت توسعه واکسن‌ها و درمان‌های مبتنی بر RNA را افزایش دهد. به گزارش گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، این سامانه با کنترل دقیق‌تر اندازه و شکل نانوذرات لیپیدی و خودکارسازی فرایند تولید، بررسی سریع‌تر شرایط ساخت این ذرات را ممکن می‌کند. در درمان‌های مبتنی بر RNA، مولکول درمانی به‌تنهایی نمی‌تواند به سلول هدف برسد؛ RNA در بدن ناپایدار است و بدون حامل مناسب به‌سرعت تجزیه می‌شود. به همین دلیل دانشمندان از نانوذرات لیپیدی (LNP) به‌عنوان سامانه حمل‌ونقل در مقیاس نانو استفاده می‌کنند تا RNA را در خود جای دهند و به سلول‌های موردنظر برسانند. با این حال، ساخت این نانوذرات با چالشی مهم همراه بوده است: پژوهشگران نمی‌توانستند اندازه و شکل ذرات را به‌صورت قابل‌اعتماد کنترل کنند، در حالی که همین دو ویژگی بر رفتار نانوذرات در بدن و محل تجمع آن‌ها اثر می‌گذارد. روش جدید MIT با ترکیب فرایند اختلاط دومرحله‌ای، اندازه‌گیری لحظه‌ای و خودکارسازی، سامانه‌ای ساخته که می‌تواند شرایط تولید را تغییر دهد و اندازه ذرات را به مقدار هدف نزدیک کند. در روش‌های رایج، دو جریان مایع حاوی لیپیدهای معلق در اتانول و RNA حل‌شده در بافر اسیدی با هم مخلوط می‌شوند. گروه تحقیقاتی MIT سال گذشته در مجله ACS Nano نشان داد تقسیم اختلاط به دو مرحله کنترل دقیق‌تری بر اندازه ذرات می‌دهد؛ در مرحله نخست RNA و لیپیدها ترکیب می‌شوند و پس از فاصله‌ای کوتاه مقدار بیشتری بافر اضافه می‌شود که رشد ذرات را متوقف می‌کند. سِدریک دِووس، پژوهشگر پسادکتری MIT، این فاصله زمانی را اهرمی برای تنظیم اندازه نانوذرات می‌داند. پژوهشگران اکنون همین فرایند را خودکار کرده و دستگاه تجاری پراکندگی نور دینامیکی (DLS) را برای اندازه‌گیری لحظه‌ای به کار گرفته‌اند؛ سامانه اندازه هدف را دریافت و فرایند را برای دستیابی به آن تنظیم می‌کند. داده‌های آزمایش‌ها برای آموزش یک مدل یادگیری ماشین استفاده شد که بر اساس اندازه یا شکل موردنظر، شرایط فرایندی لازم را پیش‌بینی می‌کند. پیتر زاگمایستر، پژوهشگر پسادکتری MIT، می‌گوید پژوهش جدید با خودکارسازی، گام بعدی را برداشته است. برای نمونه، نانوذره‌ای با اندازه ۱۵۰ نانومتر و نمونه‌ای با همان ترکیب اما اندازه ۷۰ نانومتر می‌توانند رفتار بسیار متفاوتی در بدن داشته باشند. پژوهشگران MIT برای این فناوری درخواست ثبت اختراع داده‌اند و آن را از طریق شرکت تازه‌تأسیس بیزون لبز (BIZON Labs) تجاری‌سازی می‌کنند. نتایج این پژوهش در مجله ACS Nano منتشر شده است.