نقش ویژگی ساختاری خاص ویروس کرونا در یافتن روش های پیشگیری و درمان
ویروس کووید ۱۹ دارای چهار نوع پروتئین ساختاری می باشد. پروتئین های ساختاری در حفاظت، اتصال و مونتاژ و آزادسازی کپی های جدید ویروس نقش دارند. این پروتئین ها شامل: پروتئین spike (s)، envelope (E)، membrane (M) و nucleocapsid (N) می باشند که پروتئین spike در خارجی ترین لایه ویروس نقش حفاظتی از RNA را دارد. این پروتئین برجستگی های تاج مانندی را در سطح ویروس بوجود آورده که نام ویروس هم از همین مدل برگرفته شده است. نقش متفاوت این پروتئین در اتصال به غشای سلولی میزبان و ورود به آن می باشد. ویروس برای تکثیر در بدن میزبان باید سلول های زنده را در اختیار خود درآورد. زمانی که ویروس کرونا سلول مناسب را پیدا می کند، RNA خود که شامل تمام ژنوم آن می شود را به سلول تزریق می کند. این اتصال ویروس به سلول میزبان توسط آنزیم های خاص سلول میزبان فعال می شود. در واقع این پروتئین ساختاری ویروس دارای یک سایت است که توسط آنزیم سلول میزبان به نام Furin فعال می شود. آنزیم فورین در سلول های انسان تولید می شود و پروتئین ها را فقط در مناطقی با ترکیب خاص اسید آمینه (همانند مناطقی که پروتیین اسپایک با بخش تاج مانند خود وارد شده و باعث تغییر ساختار گردیده)، برش می دهد.
سایر ویروس های مشابه آن، این جایگاه های خاص برش را ندارند. فورین با شیوه شکستن پروتئین تاج مانند اسپایک به دو واحد کوچکتر به نامهای S1 و S2 ورود ویروس به داخل سلول و تکثیر آن را تسهیل می کند. پس از ورود ویروس به بدن به سلول های حامل ACE2 که عمدتا در بافت تنفسی هستند حمله کرده و باعث مرگ سلولی و عفونت های بعدی میشود. فورین در بسیاری از بافت های انسانی از جمله ریه ها ، کبد و روده کوچک یافت می شود لذا باعث سهولت ورود این ویروس در این نواحی می گردد. علاوه بر نقش فورین در تسهیل ورود ویروس نحوه اتصال بخش تاجی پروتئین اسپایک ویروس کرونا به سلول ACE2 نیز آن را متمایز از ویروس های هم خانواده خود همانند سارس و آنفلونزا می کند. این اتصال در کرونا ویروس استحکام بیشتری دارد که خود میزان ورود و انتقال را بالا میبرد. لذا مسدود کردن پروتئین های فورین با مولکول های بازدارنده خود و بررسی عوامل موثر بر تخریب اسپایک می تواند رهنمون موثری در یافتن روش های درمانی دارویی و یا تولید واکسن باشد.
Hasan, A., Paray, B.A., Hussain, A., Qadir, F.A., Attar, F., Aziz, F.M., Sharifi, M., Derakhshankhah, H., Rasti, B., Mehrabi, M. and Shahpasand, K., 2020. A review on the cleavage priming of the spike protein on coronavirus by angiotensin-converting enzyme-2 and furin.
Journal of Biomolecular Structure and Dynamics, (just-accepted), pp.1-13.
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/07391102.2020.1754293
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
تجهیز سایت پرورش حشرات مفید بر اساس استاندارد های روز دنیا
این سایت با بکارگیری از توانمندی نیروهای مجرب و توانا بر اساس استاندارد های روز دنیا تجهیز گردید.
سالگرد هلدینگ دانش بنیان لیدکو
بهمن ماه، ایام حماسه و گام های بلند متبادر؛ ایرانی قوی است . سالروز تأسیس هلدینگ دانش بنیان لیدکو یادآور بیش ازدو دهه همت بلند در فناوری های نوین و لبه ی دانش فرخنده و پایدار باد.
دکترمهدی اسلام پناه مدیرعامل و عضو هیئت مدیره هلدینگ لیدکو