به گزارش مردم سالاری آنلاین، ریه‌ها و عروق بدن انسان را می‌توان به ساختمانی با سیستم لوله‌کشی پیچیده تشبیه کرد. رگ‌های خونی در حقیقت در حکم لوله‌هایی هستند که برای انتقال خون و مواد مغذی برای اکسیژن‌رسانی و حذف دی‌اکسید کربن ضروری هستند. دقیقا همانطور که زنگ‌زدگی یا گرفتگی لوله‌ها، باعث مختل شدن جریان طبیعی آب خواهد شد، هرگونه آسیب ناشی از ویروس‌های تنفسی مثل سارس کووید یا آنفولانزا، می‌تواند سیستم لوله‌کشی تنفسی بدن ما را به دردسر بیندازد.

در مطالعات اخیر، محققان نقش اساسی سلول‌های اندوتلیال عروقی در ترمیم ریه را مورد بررسی قرار دادند. رهبری این تحقیق بر عهده اندرو واگان از دانشکده دانشگاه پنسیلوانیا بود. این بررسی نشان می‌دهد که با استفاده از تکنیک‌هایی که فاکتور رشد اندوتلیال عروقی آلفا (VEGFA) را از طریق نانوذرات لیپیدی (LNPs) جابجا می‌کنند، می‌توان تا حد زیادی این رگ‌های خونی آسیب‌دیده را ترمیم کرد. دقیقا مثل نصب وصله لوله در بخش‌هایی که لوله‌ها دچار شکستگی شده‌اند.

نتایج تحقیقات اخیر

واگان، دستیار استاد علوم زیست پزشکی در پن وت در این باره گفته:« پیش از این هم ما و هم دیگران نشان داده بودیم که سلول‌های اندوتلیال، به عنوان قهرمانانی ناشناس، در ترمیم ریه بعد از درگیری با عفونت‌های ویروسی، نقش پررنگی را ایفا می‌کنند. بررسی‌های اخیر هم بیشتر درباره این ماجرا به ما می‌گوید و مکانیزم‌های مولکولی موجود را روشن می‌کند.»

او ادامه داد:« ما اینجا مسیرهای دخیل در ترمیم این بافت را شناسایی و جدا کردیم و mRNA را به سلول‌های اندوتلیال منتقل کرده و در نتیجه شاهد بهبود بافت آسیب دیده بودیم. این یافته‌ها از روش کارآمدتری برای ارتقای بهبود ریه بعد از ابتلا به بیماری‌هایی مثل کووید 19 خبر می‌دهند.»

در این بررسی محققان متوجه نقش تاثیرگذار VEGFA در بهبود ریه شدند و در عین حال از توالی‌یابی RNA تک سلولی برای شناسایی گیرنده بتای فاکتور رشد تبدیل کننده 2 (TGFBR2) به عنوان یک مسیر سیگنالینگ اصلی استفاده کردند. محققان متوجه شدندکه زمانی که TGFBR2 از بین می‌رفت، فعال شدن VEGFA نیز متوقف می‌شد. این کمبود سیگنال باعث می‌شود تا سلول‌های رگ‌های خونی کمتر قادر به تکثیر و بازسازی خودشان شوند که برای تبادل اکسیژن و دی اکسید کربن در کیسه‌های هوایی کوچک ریه‌ها حیاتی است.

گان ژائو، محقق فوق دکترا در آزمایشگاه واگان دراین باره گفته:« ما می‌دانستیم که ارتباطی بین این دو مسیر وجود دارد ولی این به ما انگیزه داد تا ببینیم که آیا انتقال VEGFA mRNA به داخل سلول‌های اندوتلیال می‌تواند باعث بهبودی ریه بعد از آسیب‌های مرتبط با بیماری شود یا خیر.»

روش‌های نوآورانه

آزمایشگاه واگان در ادامه با مایکل میچل، استاد مهندسی زیستی از دانشکده مهندسی و علوم کاربردی پن و یکی از نویسندگان مقاله که آزمایشگاهی تخصصی در زمینه LNP دارد تماس گرفتند تا ببینند که آیا تحویل این محموله mRNA امکان‌پذیر است یا خیر. میچل در این باره گفت:« LNP ها برای جابجایی واکسن فوق‌العاده‌اند و ثابت شده که وسایل انتقالی بسیار موثری برای اطلاعات ژنتیکی نیز هستند ولی چالش اصلی اینجاست که بدون آنکه LNP ها به سمت کبد (که تمایل زیادی به تجمع در آنجا دارند) حرکت کنند، بتوانیم آنها را وارد جریان خون کنیم. در نتیجه مجبور شدیم تا راهی را ابداع کنیم که به شکلی تخصصی سلول‌های اندوتلیال در ریه‌ها را هدف قرار دهد.»

لولو سو، محقق فوق دکترا هم دراین باره توضیح داد که آنها LNP را به شکلی مهندسی کردند تا به سلول‌های اندوتلیال ریه متمایل شود: «شواهدی را مشاهده کردیم که متوجه شدیم که این کار شدنی است ولی سیستمی که دیدیم، متشکل از لیپیدهایی با بار مثبت بود که بسیار سمی هستند. این باعث شد تا من به فکر ساخت یک لیپید یونیزاسیون بیفتم که زمانی که وارد جریان خون می‌شود، بار مثبت نداشته باشد ولی هنگامی که به سلول‌های اندوتلیال می‌رسد، باردار شده و در نتیجه mRNA را آزاد می‌کند.»

LNP های آنها در انتقال VEGFA به سلول‌های اندوتلیال موثر نشان دادند و در نتیجه آن، محققان شاهد بهبود قابل توجهی در بهبود عروقی در مدل های حیوانی‌شان شدند.

در مدل‌های حیوانی، محققان بهبود سطح اکسیژن را مشاهده کردند و در برخی از موارد، این شیوه درمانی به آنها کمک کرد تا وزنشان را بهتر از گروه کنترل بازیابی کنند.

در موش‌های تحت درمان، التهاب ریه کمتر شد که این با سطوح پائین‌تری از نشانگرهای خاص در ریه‌شان نشان داده شد. ریه‌های آنها نیز آسیب و زخم کمتری داشت و رگ‌های خونی‌شان نیز سالم‌تر بود.

واگان در این باره توضیح داد:« گرچه امیدوار بودیم که به چنین نتیجه‌ای برسیم، اما دیدن میزان تاثیرگذاری، ایمنی و کارآمدی این شیوه برایمان واقعا هیجان انگیز بود. در نتیجه مشتاقانه منتظر آزمایش این پلتفرم برروی انواع دیگر سلول‌ها در ریه هستیم و مهم است که بررسی کنیم که آیا سیگنال‌دهی TGFB در زمینه‌های آسیب دیگر مثل شرایط مزمن مانند آمفیزم و COPD نیز مهم است یا خیر. با تائید این ایده، اطمینان داریم که راه برای استراتژی‌های جدیدتری مبتنی بر mRNA برای درمان ریه هموار خواهد بود.»