دانشمندان راهی برای ماندگاری طولانی تر داروها در بدن کشف کرده اند

برای بیمارانی که نیاز به درمان طولانی مدت یا مادام العمر دارند، انفوزیون مداوم بار قابل توجهی بر زندگی روزمره ایجاد می کند.

اکنون محققان دانشگاه اسلو و بیمارستان دانشگاه اسلو با همکاری محققان بین‌المللی روشی را برای افزایش ماندگاری پروتئین‌های درمانی در بدن ابداع کرده‌اند که به آنها اجازه می‌دهد بدون استفاده از سوزن از سطوح مخاطی عبور کنند. نتایج این تحقیق در Nature Communications منتشر شده است.

مهندسی یک پروتئین حامل برای افزایش ماندگاری اریتروپویتین

محققان از اریتروپویتین انسانی (EPO)، هورمونی که تولید گلبول های قرمز را تحریک می کند و به طور گسترده در درمان کم خونی استفاده می شود، به عنوان نمونه ای از پروتئین های درمانی استفاده کردند. آنها با پیوند ژنتیکی این هورمون به نسخه مهندسی شده آلبومین انسانی، مولکولی با اثر طولانی تری ایجاد کردند که در حالی که فعالیت بیولوژیکی خود را حفظ می کند، مدت طولانی تری در جریان خون باقی می ماند.

این پروتئین ترکیبی اریتروپویتین و آلبومین مهندسی شده همچنین پس از تجویز غیر تهاجمی بینی قادر به عبور از موانع مخاطی و ورود به جریان خون موش های انسانی شد.

یان تر اندرسن، استاد دانشگاه اسلو و بیمارستان دانشگاه اسلو و رئیس این تحقیق گفت:

این مطالعه نشان می‌دهد که چگونه درک زیست‌شناسی اساسی تنظیم‌کننده هموستاز آلبومین در بدن می‌تواند برای طراحی بیودارویی مهندسی‌شده مبتنی بر آلبومین با خواص حمل‌ونقل متناسب با نیازهای درمانی اعمال شود.

استفاده از سیستم بازیافت آلبومین طبیعی

آلبومین معمولاً حدود سه هفته در جریان خون باقی می ماند زیرا به گیرنده ای به نام گیرنده Fc نوزادان (FcRn) متصل می شود. این گیرنده در داخل سلول ها از تخریب آلبومین جلوگیری می کند و با مکانیسمی وابسته به اسیدیته محیط آن را به جریان خون باز می گرداند.

محققان قبلاً نوعی آلبومین انسانی مهندسی شده با تغییرات ژنتیکی E505Q، T527M و K573P را شناسایی و بررسی کرده بودند که به QMP معروف است. این نسخه به طور مؤثرتری با گیرنده FcRn انسانی تعامل دارد. اتصال قطعات آنتی بادی به این نوع آلبومین می تواند عبور آنها از جفت را در دوران بارداری محدود کند.

در مطالعه جدید، دانشمندان به صورت ژنتیکی اریتروپویتین را به آلبومین QMP مهندسی شده متصل کردند تا بررسی کنند که آیا مکانیسم طبیعی بازیافت و انتقال وابسته به FcRn می‌تواند برای بهبود عملکرد پروتئین درمانی مورد استفاده قرار گیرد.

افزایش ماندگاری بدون کاهش عملکرد درمانی

هنگامی که پروتئین فیوژن اریتروپویتین-آلبومین مهندسی شده به صورت داخل وریدی به موش های مهندسی شده برای بیان گیرنده FcRn انسانی تزریق شد، نیمه عمر پلاسمایی آن 5.7 روز بود. این مقدار تنها 1.1 روز برای اریتروپویتین متصل به آلبومین طبیعی انسان بود. بنابراین، ماندگاری پروتئین بیش از پنج برابر افزایش یافت.

پروتئین نوترکیب حاوی آلبومین مهندسی شده هنوز تا 27 روز پس از تزریق در جریان خون قابل تشخیص بود، در حالی که همان نمونه متصل به آلبومین طبیعی پس از 10 روز غیرقابل تشخیص بود.

افزایش ماندگاری اثر درمانی اریتروپویتین را مختل نکرد. پروتئین مهندسی شده با همان قدرت داروی تجاری طولانی اثر اریتروپویتین به گیرنده خاص خود متصل می شود و به طور موثر تولید گلبول های قرمز را تحریک می کند.

پس از تزریق داخل وریدی یک دوز، هر دو مولکول در ابتدا تعداد گلبول های قرمز خون را افزایش دادند. با گذشت زمان، اثر داروی تجاری کاهش یافت، اما سطوح گلبول های قرمز خون برای مدت طولانی تری در حیواناتی که پروتئین ترکیبی اریتروپویتین و آلبومین مهندسی شده دریافت کردند، بالا ماند.