در پژوهشی که به‌تازگی در مجموعه مقالات توسعه روش‌های طیف‌سنجی جرمی نشریه نیچر منتشر شده است، تیمی از پژوهشگران به رهبری دانشمندان دانشکده داروسازی دانشگاه ناتینگهام موفق شدند با بهره‌گیری از روشی نوین موسوم به طیف‌سنجی جرمی برودتی، ساختار سطحی نانوذرات لیپیدی منجمد را به‌صورت لایه‌به‌لایه آشکار کنند.

نانوذرات لیپیدی (Lipid Nanoparticles – LNPs) که شهرت جهانی خود را طی موفقیت واکسن‌های مبتنی بر RNA شرکت‌های مدرنا (Moderna) و فایزر-بیوان‌تک (Pfizer-BioNTech) در دوران همه‌گیری کرونا کسب کردند، اکنون به‌عنوان یکی از امیدبخش‌ترین ابزارهای دارورسانی نوین در حوزه‌های گوناگون درمانی مطرح هستند. از جمله کاربردهای آن‌ها، استفاده در داروهای siRNA برای درمان بیماری نادر پلی‌نوروپاتی است که شرکت آلنیلام (Alnylam Pharmaceuticals) آن را تجاری‌سازی کرده است. روش نوآورانه‌ای که در این پژوهش به کار رفته، از میکروسکوپی یون ثانویه اوربیتراپ در دمای برودتی (Cryo-OrbiSIMS) استفاده می‌کند.

این فناوری به کمک فریز کردن سریع و فشار بالا، نمونه‌های زیستی را نزدیک به حالت طبیعی‌شان حفظ می‌کند و امکان تحلیل سطح مولکولی و میان‌سطحی را با دقت بی‌سابقه‌ای فراهم می‌سازد. پروفسور مورگان الکساندر (Morgan Alexander) از دانشگاه ناتینگهام می‌گوید: «ویژگی منحصربه‌فرد این روش، توانایی آن در توصیف دقیق سطح بومی سیستم‌های دارویی حساس و مرطوب است؛ امری که پیش از این، چالشی جدی در علوم دارویی به شمار می‌رفت. اکنون می‌توانیم این روش را به طیف وسیعی از سامانه‌های دارورسانی گسترش دهیم.» یکی از مهم‌ترین مزایای این دستاورد، توانایی آن در مشخص‌کردن موقعیت نسبی هر مولکول درون نانوذرات لیپیدی است؛ اطلاعاتی حیاتی که می‌تواند مسیر طراحی فرمولاسیون‌هایی با ویژگی‌های زیستی متمایز، کارآمدتر و ایمن‌تر را هموار سازد.

دکتر رابرت لنگر (Robert Langer) از مؤسسه فناوری ماساچوست (Massachusetts Institute of Technology – MIT) که یکی از نویسندگان این مقاله است، در این‌باره اظهار داشت: «رساندن مؤثر دارو به سلول‌ها، نیازمند ترکیبی پیچیده از مولکول‌ها در ساختار نانوذرات لیپیدی است. این ترکیب‌ها می‌توانند از نظر عملکرد بسیار متغیر باشند و مهندسی دقیق آن‌ها دشوار است. اما یافته‌های این تحقیق، دیدی تازه و دقیق از ساختار نانوذرات فراهم می‌آورد که می‌تواند راه را برای طراحی نانوذرات مؤثرتر و هدفمندتر باز کند.» یکی از حوزه‌های کاربردی آینده این نانوذرات، دارورسانی هدفمند به ریه‌هاست؛ فرآیندی که از جمله چالش‌برانگیزترین مسیرها در درمان بیماری‌های ریوی چون فیبروز کیستیک، فیبروز ریوی ایدیوپاتیک، بیماری انسدادی مزمن ریه (COPD) و آسم به شمار می‌رود. این مطالعه، نوید آن را می‌دهد که با شناخت بهتر از ساختار داخلی LNPها، می‌توان مسیرهای جدیدی برای بهبود اثربخشی و کاهش عوارض جانبی داروها گشود.

نتایج این پژوهش نه‌تنها در طراحی و بهینه‌سازی فرمولاسیون‌های جدید کاربرد خواهد داشت، بلکه می‌تواند نقش مؤثری در کنترل کیفیت در مراحل تولید انبوه نانوذرات ایفا کند. به این ترتیب، انتقال فناوری از فاز پژوهشگاهی به کاربری بالینی با دقت و ایمنی بیشتری انجام خواهد گرفت. این پروژه با همکاری پژوهشگرانی از شرکت سیل بایومدیسینز (Sail Biomedicines) در ماساچوست، مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) و آزمایشگاه ملی فیزیک بریتانیا (National Physical Laboratory) انجام شده است. این نوآوری علمی، فصلی تازه در طراحی دقیق‌تر و کارآمدتر سامانه‌های دارورسانی هوشمند می‌گشاید و می‌تواند آینده درمان‌های مبتنی بر RNA را متحول سازد. 
منبع: خبرگزاری مهر