میکروماشین: ابزاری برای رهایش واکسن خوراکی

نانوتکنولوژی در مهندسی پزشکی، تحولی در درمان بیماری­هایی مانند سرطان، بیماریهای قلبی_ عروقی، بیماری­های اعصاب، ‏عفونت و بیماری­های دیگر ایجاد کرده است. نانوتکنولوژی باعث به وجود آمدن ابزار کوچک، سریع و ارزان با عملکردهای ‏جدید شده است.‏

میکروموتور ساخته شده که می‌توان از آن به عنوان پلتفورمی به منظور تولید واکسن خوراکی استفاده کرد. این ساختار در ‏برابر اسید معده مقاوم است. سرنوشت مواد دارویی و واکسن‌های خوراکی که از طریق بلعیدن وارد سیستم گوارش می‌شود، به تعامل میان این ترکیبات با اسید معده بستگی دارد، از این رو محققان برای ساخت داروها و واکسن‌های خوراکی نیاز به حامل‌های مقاوم در برابر اسید معده دارند.

نانومواد می‌توانند در این کار بسیار موثر باشند، این نانوساختارها در عین کوچک بودن قابلیت حمل مقدار زیادی از مواد و ترکیبات دارویی را دارند.

یک گروه تحقیقاتی از آژانش کاهش تهدیدات دفاعی با همکاری محققانی از دانشگاه کالیفرنیا اقدام به استفاده از نانوذرات برای تولید واکسن خوراکی کردند. این نانوساختارها می‌توانند ترکیبات مورد نظر را به صورت مستقیم به دیوار روده برسانند و آنها را از گزند اسید معده مصون دارند.

نتایج تحقیقات نشان داده است که واکسن‌های خوراکی قادراند تا پاسخ ایمنی طولانی‌مدتی را در بدن ایجاد می‌کنند به ویژه‌ زمانی که توسط لایه مخاطی یا دیواره روده جذب شوند. با جذب این ترکیبات دارویی به سلول‌های مخاطی روده موجب می‌شود که سیستم ایمنی بدن تحریک شده و آنتی‌بادی‌هایی موسوم به ایمونوگلوبولین تولید شوند که با تولید این انتی‌بادی بدن نسبت به ویروس یا بیماری مورد نظر مصون می شود.

این گروه تحقیقاتی به رهبری لیانگفانگ ژانگ  از دانشگاه کالیفرنیا از این پلتفورم برای رهایش نسل جدید واکسن‌ها استفاده کردند و این فناوری را روی موش‌های آزمایشگاهی مورد استفاده قرار دادند. آنها از ترکیبات نانوذرات منیزیم، اکسید تیتانیوم، گلبول قرمز، استافیلوکوک الفا توکسین، کیتوزان و دافع اسید معده، نانوذرات خودران ساختند، نانوذرتی که به دلیل داشتن لایه محافظ چند بخشی قادر به حفظ ترکیبات واکسن در بدن هستند.

برای ساخت این واکسن چند مرحله مورد نیاز است:

–         کار ساخت این ترکیب از یک نانوذره منیزیم آغاز می‌شود، نانوذره‌ای که با قرار گرفتن در معرض آب، هیدروژن ایجاد می‌کند.

–         این گروه نانوذره منیزیم را با یک لایه اکسید تیتانیم پوشاندند، لایه‌ای که دارای یک خروجی محدود بوده تا حباب‌ها با خروج از این بخش محدود بتوانند نیروی محرکه تولید کنند و این ساختار تبدیل به میکروموتور شده و به عمق لایه مخاطی روده برسد.

–         این تیم تحقیقاتی نانوذرات را در دو مرحله آب غشائی از سلول‌های گلبول قرمز لخته شده با استافیلوکوک آلفا توکسین پوشش دادند. این ماده یک ترکیب آنتی‌ژن است که توسط نوعی باکتری ایجاد می‌شود و منجر به ذات‌الریه و عفونت در بدن می شود. در حالی که هیچ واکسنی علیه آن وجود ندارد این گروه موفق شدند با استفاده از این فناوری بدن را برای تولید ترکیبات ایمن کننده بر علیه آن تحریک کنند.

منبع:

Xiaoli Wei, Mara Beltrán-Gastélum, Emil Karshalev, Berta Esteban-Fernández de Ávila, Jiarong Zhou, Danni Ran, Pavimol Angsantikul, Ronnie H. Fang, Joseph Wang, and Liangfang Zhang, Biomimetic Micromotor Enables Active Delivery of Antigens for Oral Vaccination, Nano Letters