درمان جدید پره‌اکلامپسی: نانوذرات لیپیدی در موش‌ها موفق شدند!

پیشرفت‌های مهم مهندسان پن در درمان پره‌اکلامپسی

مهندسان پن به یک پیشرفت حیاتی دست یافته‌اند که شکاف بزرگی در برابری سلامت برای زنان باردار مبتلا به پره‌اکلامپسی را پر می‌کند. پره‌اکلامپسی وضعیتی است که به دلیل جریان خون ناکافی به جفت ایجاد می‌شود و منجر به فشار خون بالا در مادر و کاهش جریان خون به جنین می‌گردد. این بیماری یکی از علل اصلی سقط جنین و زایمان زودرس در سراسر جهان است و در ۳ تا ۵ درصد از بارداری‌ها رخ می‌دهد. زنان بارداری که در اوایل بارداری به پره‌اکلامپسی مبتلا می‌شوند، با خطرات بیشتری برای خود و نوزادانشان مواجه هستند، از جمله مشکلات شدید سلامتی و حتی مرگ. در غیاب یک درمان، گزینه‌های موجود برای این بیماران تنها به درمان علائم محدود می‌شود، مانند مصرف داروهای فشار خون، استراحت مطلق یا زایمان زودرس بدون توجه به قابلیت زنده ماندن نوزاد. تصمیم‌گیری برای درمان پره‌اکلامپسی به هر شکلی می‌تواند برای زنانی که با بسیاری از تصمیمات بهداشتی شخصی و پیامدهای طولانی‌مدت روبرو هستند، یک معضل اخلاقی باشد.

برای کلسه سوینگل، دانشجوی دکترا در آزمایشگاه مایکل میچل، استاد مشارک مهندسی زیستی، این گزینه‌ها کافی نیستند. سوینگل شکاف موجود در مراقبت‌های بهداشتی زنان را به عنوان یک خطر برای جامعه می‌بیند و شرایط پیچیده و بدون درمانی که زنان باردار با آن مواجه هستند را به عنوان چالش‌های تحقیقاتی پزشکی می‌داند که مدت‌هاست نیاز به راه‌حل‌های واقعی و مهندسی‌شده دارند.

در تحقیقات قبلی، سوینگل یک مطالعه موفقیت‌آمیز برای اثبات مفهوم انجام داد که به بررسی یک کتابخانه از نانوذرات لیپیدی (LNPs) پرداخت. این مولکول‌های تحویلی به ورود mRNA واکسن COVID به سلول‌ها کمک کردند و توانایی آن‌ها برای رسیدن به جفت در موش‌های باردار را بررسی کرد. در آخرین مطالعه‌اش که در مجله Nature منتشر شده است، سوینگل ۹۸ نوع مختلف LNP را بررسی کرد و توانایی آن‌ها در رسیدن به جفت و کاهش فشار خون بالا و افزایش گشاد شدن عروق در موش‌های باردار مبتلا به پره‌اکلامپسی را ارزیابی کرد. کار او نشان می‌دهد که بهترین LNP برای این کار، نوعی است که بیش از ۱۰۰ برابر بیشتر از فرمولاسیون تأیید شده توسط FDA، mRNA را به جفت در موش‌های باردار منتقل می‌کند. این دارو مؤثر بود.

سوینگل می‌گوید: “LNP ما توانست یک درمان mRNA را تحویل دهد که فشار خون مادر را در طول بارداری کاهش داد و سلامت جنین و جریان خون در جفت را بهبود بخشید. علاوه بر این، در زمان زایمان افزایش وزن نوزادان را مشاهده کردیم که نشان‌دهنده سلامت مادر و نوزادان سالم است. از این کار و مرحله کنونی آن بسیار هیجان‌زده هستم زیرا می‌تواند درمان واقعی برای پره‌اکلامپسی در بیماران انسانی در آینده نزدیک ارائه دهد.”

در حالی که توسعه بیشتر این درمان برای پره‌اکلامپسی و رساندن آن به بازار برای استفاده انسانی در افق تحقیقاتی تیم قرار دارد، سوینگل مجبور بود از ابتدا شروع کند تا این کار ممکن شود. او ابتدا باید زیرساخت‌های لازم را برای انجام آزمایش‌ها با استفاده از موش‌های باردار فراهم می‌کرد و تعیین می‌کرد که چگونه پره‌اکلامپسی را در این مدل حیوانی القا کند، فرآیندهایی که به خوبی مطالعه نشده‌اند. اما با ایجاد این زیرساخت‌ها، کار سوینگل نه تنها یک مسیر برای درمان پره‌اکلامپسی شناسایی کرده است، بلکه درهای جدیدی را برای تحقیقات در مورد درمان‌های LNP-mRNA که به چالش‌های دیگر سلامت باروری می‌پردازند، باز می‌کند.

تحقیقات جدید در مورد mRNA LNPs و پیش‌اکلامپسی در موش‌های باردار

به گفته‌ی سوئینگل، “به نظر می‌رسد مطالعات نسبتاً کمی در مورد mRNA LNPs در موش‌های باردار انجام شده و تقریباً هیچ مطالعه‌ای در مورد موش‌های مبتلا به پیش‌اکلامپسی وجود ندارد. در تحقیقات مربوط به بارداری، همه چیز متفاوت است. در موش‌ها، به جای پیگیری هفته‌های بارداری، روزهای بارداری را پیگیری می‌کنیم تا دقیقاً بدانیم بارداری در چه مرحله‌ای قرار دارد. من باید آناتومی جفت موش را یاد می‌گرفتم و سپس بهترین روش‌ها برای ایجاد یک مدل موش از پیش‌اکلامپسی که بهترین شبیه‌سازی بیماری در انسان‌ها باشد را تعیین می‌کردم.”

در این مطالعه، پیش‌اکلامپسی در موش‌های باردار القا شد. سپس، پس از اینکه تیم 98 LNP موجود در کتابخانه‌ی خود را غربالگری و تحلیل کرد تا مشخص کند کدام یک بهترین کارایی را در تحویل mRNA به جفت دارد، یک LNP را انتخاب کردند و دوز حداقل مؤثر را در روز یازدهم از بارداری 20 روزه به موش‌های مبتلا به پیش‌اکلامپسی تزریق کردند. این تزریق یک‌باره، موش‌های پیش‌اکلامپسی را تا پایان بارداری درمان کرد، اما حالا تیم باید بررسی کند که برای درمان این وضعیت در حیوانات بزرگ‌تر و انسان‌ها به چند دوز نیاز است.

سوئینگل می‌گوید: “در این مرحله از تحقیقات ما، ابتدا این LNP را به حیوانات بزرگ‌تری مانند موش‌های صحرایی و خوکچه‌های هندی می‌آوریم تا ببینیم چقدر در مدل‌های استاندارد طلایی پیش‌اکلامپسی مؤثر است، قبل از اینکه بتوانیم این کار را به آزمایش‌های انسانی پیش ببریم. آزمایش LNP ما بر روی خوکچه‌های هندی به‌ویژه جالب خواهد بود، زیرا جفت آن‌ها شباهت زیادی به جفت انسان دارد و دوره بارداری آن‌ها تا 72 روز طول می‌کشد. ما سؤالاتی مانند ‘این حیوانات به چند دوز نیاز دارند؟’، ‘آیا دوز حداقل مؤثر تغییر خواهد کرد؟’ و ‘LNP فعلی ما در هر یک چقدر مؤثر است؟’ را خواهیم پرسید.”

در حالی که سوئینگل به مراحل بعدی تحقیقات خود فکر می‌کند، او همچنین در پروژه‌های تحقیقاتی تحصیلات تکمیلی در آزمایشگاه میچل همکاری خواهد کرد که بر بهینه‌سازی بیشتر LNP برای تحویل مؤثرتر mRNA و همچنین درک مکانیسم‌های رسیدن آن به جفت تمرکز دارد؛ سؤالی که هنوز به‌طور کامل پاسخ داده نشده است. او می‌گوید: “ما در حال حاضر در حال گفتگو برای ایجاد یک شرکت فرعی هستیم و می‌خواهیم روی آوردن این درمان LNP-mRNA به آزمایش‌های بالینی و بازار کار کنیم. اما همیشه تحقیقات بیشتری برای بهبود دارو و درک واقعی چگونگی عملکرد آن وجود خواهد داشت.”

سوئینگل که در حال حاضر در حال اتمام تحقیقات دکتری خود است، نه تنها این سری جدید از مطالعات را در زمینه درمان پیش‌اکلامپسی در دانشگاه پن پیش برده، بلکه الهام‌بخش سایر محققان جوان در زمینه سلامت زنان نیز بوده است. میچل می‌گوید: “در چند سال گذشته، کلسه با اشتیاق به رشد و رهبری یک تیم از مهندسان در آزمایشگاه من که به سلامت زنان علاقه‌مند هستند، کمک کرده است. او به‌خوبی اهمیت یک جامعه علمی قوی و حمایتی برای اجرای تحقیقات پیشرفته را درک می‌کند و من مطمئن هستم که او به پیشرفت خود ادامه خواهد داد و به برجسته‌سازی سلامت زنان کمک خواهد کرد.”

این کار با حمایت مؤسسات ملی بهداشت (DP2 TR002776، NICHD R01 HD115877)، بنیاد ملی علوم (CBET-2145491، 1845298) و جایزه شغلی بوروز ولکام در رابط علمی تأمین مالی شده است.