بهره گیری از فناوری نانو برای تولید داروهای پروتئینی ارزان‌تر

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از «فیز»، یکی از گران‌قیمت‌ترین گام‌ها در تولید داروهای پروتئینی از قبیل آنتی‌بادی‌ها یا انسولین، مرحله تصفیه یا خالص‌سازی است که عبارت است از جدا کردن پروتئین از بیورآکتوری که پیشتر آن پروتئین را تولید می‌کرده است. این مرحله می‌تواند تا حد نیمی از هزینه کلی تولید یک پروتئین را به خود اختصاص دهد.

مهندسان موسسه فناوری «ام آی تی» (آمریکا) در تلاش برای کمک به کاهش این هزینه‌ها، راه جدیدی برای اجرای این نوع خالص‌سازی ابداع کرده‌اند. رویکرد آنها که از نانوذرات خاصی برای بلورین کردن سریع پروتئین‌ها استفاده می‌کند، می تواند داروهای پروتئینی را بخصوص در کشورهای در حال توسعه قابل‌ دسترس‌تر و ارزان‌تر به دست مصرف کنندگان برسد.

«کریپا واراناسی» استاد مهندسی مکانیک در «ام آی تی» و از مولفان ارشد این مطالعه می‌گوید: در این کار از نانوذرات عملیاتی شده بیوکونژوگاسیون (bioconjugate-functionalized) به عنوان قالب‌هایی برای ارتقای شکل گیری بلور پروتئین در حجم پایین استفاده شده است. هدف این است که هزینه را به نحوی کاهش دهیم که این نوع تولید دارو برای کشورهای در حال توسعه مقرون به صرفه شود.

این محققان نشان دادند که رویکرد آنها می‌تواند برای بلورین سازی «لیزوزیم» (lysozyme ) -که یک آنزیم ضدمیکروبی است - و انسولین استفاده شود. آنها اعتقاد دارند این روش همچنین می تواند در مورد بسیاری دیگر از پروتئین های سودمند از جمله آنتی‌بادی‌ها و واکسن‌ها به کار رود.

آنتی‌بادی‌ها و سایر داروهای پروتئینی بخشی از یک کلاس رو به رشد از داروهای موسوم به «بیولوژیک» (biologics) هستند که همچنین دربردارنده مولکول هایی مانند «دی ان ای» و «آر ان ای» هستند. بسیاری از داروهای پروتئینی توسط سلوهای زنده مانند مخمر (yeast ) در بیورآکتورهای بزرگ تولید می‌شوند. زمانی که این پروتئین ها تولید می‌شوند، باید از رآکتور جدا شوند که معمولا با فرایندی موسوم به رنگ‌نگاری (chromatography) انجام می‌شود که نیازمند مواد خاصی است که موجب بالا رفتن هزینه این کار می‌شود.

«واراناسی» و همکارانش بجای این روش تصمیم گرفتند از یک رویکرد متفاوت بر اساس بلوری‌سازی پروتئین استفاده کنند. محققان اغلب پروتئین ها را بلوری می‌سازند تا ساختارهای آنها را مطالعه کنند، اما این فرایند برای استفاده در صنعت بسیار کُند قلمداد می‌شود. آزمایشگاه واراناسی برای غلبه بر این موانع از ساختارهای مقیاس نانو استفاده کرد تا فرایند بلورین شدن را تسریع کند.

این تیم همچنین از یادگیری ماشینی برای آنالیز هزاران تصویر استفاده کرد. این تیم اکنون در حال کار برای بالا بردن مقیاس این فرایند است تا بتوان از آن در یک بیورآکتور صنعتی استفاده کرد.