Özel nanopartiküller kullanan MIT mühendisleri, kemik iliği hücrelerinde kan hücrelerinin üretiminde önemli bir rol oynayan belirli genleri kapatmak için bir yol geliştirdiler. Araştırmacılar, bu parçacıkların kalp hastalığını tedavi etmeye veya kök hücre nakline ihtiyaç duyan hastalarda kök hücre verimini artırmaya yardımcı olacak şekilde tasarlanabileceğini söylüyor.
RNA interferansı olarak bilinen bu tür bir genetik terapide, nanopartiküllerin birikme eğiliminde olduğu karaciğer dışındaki organları hedeflemek genellikle zordur. MIT araştırmacıları, parçacıklarını kemik iliğinde bulunan hücrelerde birikecek şekilde değiştirebildiler.
“Bu parçacıkları diğer ilgili organlara çarptırabilirsek, keşfedilecek daha geniş bir hastalık uygulamaları yelpazesi olabilir ve bu makaleyle gerçekten ilgilendiğimiz şey kemik iliğiydi. Kemik iliği, kan hücrelerinin hematopoezinin bir bölgesidir ve bunlar, çeşitli hastalık türlerine katkıda bulunan tam bir hücre soyuna yol açar. ”diyor, eski MIT doktora sonrası araştırmacılarından ve çalışmanın baş yazarlarından biri olan Michael Mitchell.
Fareler üzerinde yapılan bir çalışmada araştırmacılar, bu yaklaşımı, iltihabı teşvik eden ve kalp hastalığına katkıda bulunan kemik iliği kan hücrelerinin salınmasını engelleyerek kalp krizinden sonra iyileşmeyi ilerletmek için kullanabileceklerini gösterdiler.
Kemik iliğini hedeflemek
RNA müdahalesi, bir hücrede belirli genlerin açılmasını engelleyen kısa RNA ipliklerini ileterek çeşitli hastalıkları tedavi etmek için potansiyel olarak kullanılabilecek bir stratejidir. Şimdiye kadar, bu tür bir terapinin önündeki en büyük engel, onu vücudun doğru kısmına ulaştırmanın zorluğu olmuştur. Kan dolaşımına enjekte edildiğinde, RNA taşıyan nanopartiküller karaciğerde birikme eğilimindedir ve bazı biyoteknoloji şirketleri, karaciğer hastalığı için yeni deneysel tedaviler geliştirmek için yararlanmıştır.
Yeni çalışmanın da yazarı olan MIT Enstitüsü Profesörü Robert Langer ile birlikte çalışan Anderson’ın laboratuvarı, daha önce RNA’yı karaciğer dışındaki organlara iletebilen bir tür polimer nanoparçacık geliştirdi. Anderson, “RNA nanopartikülleri şu anda karaciğer hedefli bir tedavi olarak FDA onaylıdır, ancak COVID-19 aşılarından hastalık genlerini kalıcı olarak onarabilen ilaçlara kadar birçok hastalık için ümit vaat ediyor.” Diyor, Anderson. “Nanopartiküllerin vücuttaki farklı hücre ve organlara RNA iletecek şekilde tasarlanmasının, en geniş genetik terapi potansiyeline ulaşmanın anahtarı olduğuna inanıyoruz.”
Yeni çalışmada araştırmacılar, parçacıkları kemik iliğine ulaşabilecek şekilde uyarlamaya başladılar. Kemik iliği, hematopoez( kan hücrelerinin oluşumu) adı verilen bir süreçle birçok farklı türde kan hücresi üreten kök hücreler içerir. Bu sürecin uyarılması, kök hücre nakli için hematopoetik kök hücrelerin verimini artırabilirken, bunun bastırılması kalp hastalığı veya diğer hastalıkları olan hastalar üzerinde yararlı etkilere sahip olabilir.
Araştırmacılar daha önce akciğerleri hedef almak için kullandıkları parçacıklarla başladılar ve polietilen glikol (PEG) adı verilen bir yüzey kaplamasının farklı düzenlemelerine sahip varyantlar yarattılar. Bu partiküllerden 15 tanesini test ettiler ve karaciğere veya akciğerlere yakalanmayı önleyebilen ve kemik iliğinin endotel (kan ve lenf damarlarının iç yüzünü oluşturan doku) hücrelere etkili bir şekilde birikebilecek bir tane buldular. Ayrıca, bu parçacık tarafından taşınan RNA’nın hedef genin ifadesini yüzde 80’e kadar azaltabileceğini de gösterdiler.
Araştırmacılar, bu yaklaşımı yıkmanın faydalı olabileceğine inandıkları iki genle test ettiler. İlki olan SDF1, normalde hematopoietik kök hücrelerin kemik iliğini terk etmesini önleyen bir moleküldür. Bu genin kapatılması, doktorların kan kanserleri için radyasyon tedavisi görmesi gereken hastalarda hematopoietik kök hücre salınımını indüklemek için sıklıkla kullandıkları ilaçlarla aynı etkiyi sağlayabilir. Bu kök hücreler daha sonra hastanın kan hücrelerini yeniden doldurmak için nakledilir.
Kalp hastalığı ile mücadele
Araştırmacıların nakavt için hedeflediği ikinci gen, kalp hastalığında anahtar rol oynayan bir molekül olan MCP1 olarak adlandırılıyor. MCP1, bir kalp krizinden sonra kemik iliği hücreleri tarafından salındığında, kemik iliğini terk edip kalbe gitmeleri için bir bağışıklık hücresi selini uyarır, burada iltihabı teşvik eder ve daha fazla kalp hasarına yol açabilir.
Fareler üzerinde yapılan bir çalışmada araştırmacılar, MCP1’i hedefleyen RNA’nın verilmesinin kalp krizinden sonra kalbe giden bağışıklık hücrelerinin sayısını azalttığını buldular. Bu tedaviyi alan fareler ayrıca bir kalp krizinden sonra kalp dokusunda iyileşme gösterdi.
Çeviri: Simge Kara