بهبود دارورسانی با کمک نانوذراتی شبیه به ویروس آنفلوآنزا!

پژوهشگران آمریکایی در بررسی جدید خود، نانوذراتی را برای دارورسانی به سلول‌های بدن ابداع کرده‌اند که به ویروس‌های آنفلوانزا شباهت دارند.

به گزارش ایسنا و به نقل از نانومگزین، مهندسان حوزه نانو در "دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو" (UCSD)، روشی جدید و احتمالا موثرتر برای رساندن "آران‌ای پیام‌رسان"(mRNA) به سلول‌ها ابداع کرده‌اند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

روش آنها، محصور کردن آران‌ای پیام‌رسان در نانوذراتی را شامل می‌شود که رفتار ویروس آنفلوانزا را تقلید می‌کنند. این یک روش طبیعی کارآمد برای انتقال مواد ژنتیکی مانند آران‌ای به داخل سلول‌ها است.

این پژوهش، به یک چالش بزرگ در زمینه دارورسانی می‌پردازد که وارد کردن مولکول‌های بزرگ دارو به سلول‌ها و محافظت از آنها در برابر اندامک‌هایی موسوم به "اندوزوم"(Endosome) را شامل می‌شود. این حباب‌های کوچک پر از اسید، در سلول مانند موانعی عمل می‌کنند که مولکول‌های بزرگی را که سعی دارند به آن وارد شوند، به دام می‌اندازند و هضم می‌کنند. برای این که داروهای بیولوژیکی پس از قرار گرفتن در سلول، کار خود را انجام دهند، به راهی برای فرار کردن از اندوزوم‌ها نیاز دارند.

"لیانگفانگ ژانگ"(Liangfang Zhang)، استاد مهندسی نانو در دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو و از پژوهشگران این پروژه گفت: روش‌های کنونی رساندن آران‌ای، مکانیسم‌های چندان مؤثری برای فرار از اندوزوم ندارند؛ بنابراین مقدار آران‌ای پیام‌رسانی که در سلول‌ها منتشر می‌شود و اثر خود را نشان می‌دهد، بسیار کم است. بیشتر این آران‌ای‌های پیام‌رسان هنگام به کار گرفتن، هدر می‌روند.

وی افزود: دستیابی به فرار کارآمد از اندوزوم می‌تواند شرایط را در مورد واکسن‌ها و درمان‌های مبتنی بر آران‌ای پیام‌رسان تغییر دهد. اگر بتوان مقدار بیشتری از آران‌ای پیام‌رسان را به سلول‌ها وارد کرد، بدان معناست که می‌توان دوز بسیار کمتری از واکسن آران‌ای پیام‌رسان را به کار برد. این موضوع می‌تواند عوارض جانبی را کاهش دهد و در عین حال به همان اثربخشی دست یابد. همچنین، این روش می‌تواند انتقال "آران‌ای کوچک مداخله‌گر"(siRNA) به سلول‌ها را که در برخی از انواع ژن‌درمانی استفاده می‌شود، بهبود ببخشد.

ویروس‌ها در طبیعت، به خوبی از اندوزوم فرار می‌کنند. برای نمونه، ویروس "آنفلوانزای نوع اِی"(Influenza A virus)، پروتئین ویژه‌ای موسوم به "هماگلوتینین"(Hemagglutinin) را روی سطح خود دارد. هنگامی که این پروتئین توسط اسید درون اندوزوم فعال می‌شود، ویروس را ترغیب می‌کند تا غشای خود را با غشای اندوزوم ترکیب کند. این کار به ویروس کمک می‌کند تا بدون آسیب دیدن، به انتشار ماده ژنتیکی خود در سلول‌ میزبان بپردازد.

ژانگ و گروهش، نانوذرات مبتنی بر آران‌ای پیام‌رسان را ابداع کردند که توانایی مشابه ویروس آنفلوانزا داشتند. پژوهشگران برای ساخت این نانوذرات، سلول‌ها را در آزمایشگاه به صورت ژنتیکی مهندسی کردند تا سلول‌ها بتوانند پروتئین هماگلوتینین را روی غشای خود بیان کنند. سپس پژوهشگران، غشاها را از سلول‌ها جدا کردند، آنها را به قطعات کوچک تجزیه کردند و نانوذرات ساخته‌شده از یک پلیمر قابل تجزیه زیستی را که از پیش در مولکول‌های آران‌ای پیام‌رسان محصور شده بودند، با آنها پوشاندند.

محصول نهایی، نانوذراتی شبیه ویروس آنفلوانزا است که می‌تواند به سلول وارد شود، از اندوزوم بیرون برود و بار آران‌ای پیام‌رسان آن را آزاد کند تا کار خود را انجام دهد و دستور تولید پروتئین را برای سلول صادر کند.

پژوهشگران، این نانوذرات را روی موش‌ها آزمایش کردند. نانوذرات با آران‌ای پیام‌رسان که پروتئینی موسوم به "سیپریدینا لوسیفراز"(Cypridina luciferase) را رمزگذاری می‌کند، محصور شده بودند. موش‌ها این نانوذرات را هم از راه بینی و هم از راه تزریق وریدی دریافت کردند. پژوهشگران از بینی موش‌ها تصویربرداری کردند و خون موش‌ها را نیز مورد بررسی قرار دادند و توانستند مقدار قابل توجهی سیگنال زیست‌تابی را پیدا کنند. این سیگنال نشان می‌داد که نانوذرات مشابه ویروس آنفلوانزا، محموله‌های آران‌ای پیام‌رسان خود را به ‌طور مؤثر به سلول‌ها رسانده‌اند.

پژوهشگران در حال حاضر، سیستم خود را برای رساندن محموله‌های درمانی مبتنی بر آران‌ای پیام‌رسان و آران‌ای کوچک مداخله‌گر آزمایش می‌کنند.

این پژوهش، در مجله "Angewandte Chemie International Edition" به چاپ رسید.

انتهای پیام

منبع: ایسنا

کلیدواژه: آنفلوآنزا ویروس سلول دارو نانو ذرات مهندسی نانو ویروس آنفلوانزا سلول ها موش ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.isna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۳۸۵۱۷۰۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

هوش مصنوعی ربات‌ها را بهتر از انسان‌ آموزش می‌دهد

به گزارس خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیواطلس، حرکت یک ربات چهارپا روی یک توپ یوگا یک آزمایش سرگرم کننده برای تماشا است؛ اما در واقعیت نشان می‌دهد که هوش مصنوعی مانند «جی‌پی‌تی-۴» (GPT-۴) می‌تواند ربات‌ها را برای انجام کار‌های پیچیده در دنیای واقعی بسیار موثرتر از ما انسان‌ها آموزش دهد.

«د‌ی‌آر یوریکا» (DrEureka) یک بسته نرم‌افزاری متن‌باز جدید است که هر کسی می‌تواند با آن بازی کند. از طریق این بسته نرم‌افزار، ربات‌ها به کمک مدل‌های زبان بزرگ مانند «چت جی‌پی‌تی ۴» (ChatGPT ۴) برای انجام وظایف واقعی آموزش داده می‌شوند. این سیستم «شبیه‌سازی به واقعیت» است، به این معنا که ربات‌ها را در یک محیط مجازی با استفاده از فیزیک شبیه‌سازی شده آموزش می‌دهد و سپس آنها را در محیط واقعی پیاده‌سازی می‌کند.

دکتر جیم فن، یکی از توسعه‌دهندگان «د‌ی‌آر یوریکا»، یک ربات چهارپا از نوع «یونیتیری گو ۱» (Unitree Go۱) را برای جلب توجه به حرکت درآورد. این یک ربات منبع باز «کم هزینه» و با پشتیبانی خوب است. با وجود هوش مصنوعی، ربات‌های خانگی هنوز در معرض آسیب سقوط هستند.

تشویق یک مدل زبان طبیعی به نوشتن کد نیاز به دستورالعمل‌های ایمنی دارد؛ در غیر این صورت، مدل زبان طبیعی تلاش می‌کند بهترین عملکرد ممکن را داشته باشد و در واقع در شبیه‌سازی بدون راهنمایی «تقلب» می‌کند. این در یک شبیه سازی خوب است، اما در دنیای واقعی ممکن است موتور‌ها را بیش‌از حد گرم کند یا اندام‌ها را بیش‌از حد کشیده و به ربات آسیب بزند؛ محققان این پدیده را «رفتار تخریبی» می‌نامند.

در یک مثال از رفتار‌های غیرطبیعی خودآموز، ربات مجازی کشف کرد که با فشار دادن باسن به زمین و استفاده از سه پا برای حرکت در طول زمین، می‌تواند سریع‌تر حرکت کند. این تصویری نسبتاً نگران‌کننده در ذهن من ایجاد می‌کند، اگرچه این رفتار در شبیه‌سازی مزیت بود، در دنیای واقعی باعث آسیب دیدن ربات می‌شد.

بنابراین، محققان به جی‌پی‌تی دستور دادند که با در نظر گرفتن اینکه ربات در دنیای واقعی آزمایش می‌شود، بسیار مراقب باشد و در پاسخ، جی‌پی‌تی عملکرد‌های ایمنی را برای مواردی مانند حرکت صاف، جهت‌گیری بالاتنه، ارتفاع بالاتنه و اطمینان از اینکه موتور‌های ربات وجود دارد ایجاد کرد. اگر ربات از این پارامتر‌ها فرار کند و آنها را نقض کند، عملکرد آن امتیاز پایین‌تری ارائه می‌دهد. درحالی که دستورالعمل‌های ایمنی رفتار‌های تخریبی و غیرطبیعی را کاهش می‌دهند.

در این حالت  مدل هوش مصنوعی «د‌ی‌آر یوریکا» توانست انسان‌ها را شکست دهد و مزیت ۳۴ درصد در سرعت رو به جلو و ۲۰ درصد در مسافت طی شده در زمین‌های مختلط دنیای واقعی را از خود نشان دهد.

طبق گفته محققان، همه چیز به سبک آموزش بستگی دارد. انسان‌ها به سمت یک محیط آموزشی برنامه‌ریزی می‌روند؛ یعنی کار‌ها را به قطعات کوچک تقسیم کرده و سعی می‌کنند آنها را به صورت جداگانه توضیح دهند، در حالی که جی‌پی‌تی این توانایی را دارد که به طور موثر همه چیز را به یکباره آموزش دهد. این چیزی است که ما انسان‌ها قادر به انجام آن نیستیم. «د‌ی‌آر یوریکا» نخستین نمونه از این نوع است. او قادر است از شبیه‌سازی به دنیای واقعی برود.

سازندگان «د‌ی‌آر یوریکا» معتقدند که  اگر بتوانند بازخورد دنیای واقعی را به جی‌پی‌تی ارائه دهند، می‌توانند آموزش سیم به واقعیت را بیشتر بهبود بخشند. در حال حاضر، تمام آموزش‌های شبیه‌سازی با استفاده از داده‌هایسیستم‌های حس عمقی خود ربات انجام می‌شود، اما اگر جی‌پی‌تی بتواند خطا‌ها را طریق ویدیویی واقعی ببیند به جای فقط خواندن خطا‌های اجرایی در گزارش‌های ربات، می‌تواند دستورات خود را به طور موثر‌تری اصلاح کند.

درحالی که انسان به صورت متوسط یک سال و نیم طول می‌کشد تا یاد بگیرد چگونه راه برود و تنها یک قسمت کوچک از ۱ درصد از انسان‌ها می‌توانند روی توپ یوگا راه بروند. 

انتهای پیام/