فناوری رناپ

مولکول mRNA یا همان آر.اِن.آ پیامبر (به اختصار «رِناپ») در واقع “نرم‌افزار سلولی” است که مزایای منحصربه‌فردی نسبت به بسیاری از دیگر ترکیبات بیولوژیک دارد. این ترکیب در مقیاس انبوه واجد قابلیت طراحی و تولید سریع، منعطف و ارزان است. جالب است که تمامی رناپ‌ها خواص فیزیکوشیمیایی نسبتا یکسانی دارند، همگی از جنس رمز (Code) هستند و از حیث پارامترهای فارماکولوژیک تفاوت قابل‌توجهی بین آنها وجود ندارد. این مزیت، درست در نقطه مقابل پروتئین‌های نوترکیب است که هر کدام از آن‌ها یک مولکول پیچیده هستند و باید به صورت منحصربه‌فرد مراحل تولید، کنترل کیفی و فرمولاسیون را طی کنند. تولید هر پروتئین گاهی مستلزم صرف سال‌ها زمان و میلیون‌ها دلار هزینه است، ضمن این که علی‌رغم تمام هزینه‌ها، برخی از پروتئین‌ها را شاید هرگز نتوان تولید کرد.

نسخه‌های رناپ پس از آن که به کمک حامل‌های خاصی (نظیر نانوذرات لیپیدی) به سلول‌های هدف در داخل بدن منتقل شدند، به‌محض ورود به داخل سیتوپلاسم، توسط ریبوزوم‌ها جهت ساخت پروتئین، مورد «ترجمه» قرار می‌گیرند. به‌این‌ترتیب، تولید پروتئین موردنظر در این روش، بسیار سریع است. پروتئین تولیدشده با این روش به لحاظ عملکردی کاملاً کارآمد خواهد بود، زیرا در داخل خود سلول هدف تولید شده است و اگر تغییرات پس از ترجمه نیاز داشته باشد، بر روی آن به‌صورت طبیعی انجام خواهد شد. لازم به ذکر است که نسخه‌های رناپ واردشده به سلول، وارد ژنوم آن نمی‌شوند، نیمه عمر محدودی دارند و پس از مدت کوتاهی توسط سازوکارهای طبیعی سلولی از بین می‌روند. این مسئله به‌ویژه برای مواردی که نیاز به یک پالس موقت پروتئینی وجود دارد، بسیار حائز اهمیت است. از مولکول‌های رناپ می‌توان برای تولید تقریباً هر پروتئینی درون سلول‌های بدن استفاده کرد که این موضوع، پتانسیل هنگفت آن‌ها را برجسته می‌سازد. به‌عنوان‌مثال، اگر نقص ژنتیکی در یک ژن وجود داشته باشد که به بیماری خاصی منجر می‌شود، می‌توان رناپ رمزگردان پروتئین آن ژن را به داخل سلول‌ها فرستاد تا نقص ژنتیکی برطرف شود. انواع هورمون‌ها را می‌توان با استفاده از این فناوری در داخل بدن تولید کرد. همچنین می‌توان توالی رمزگردان آنتی‌ژن‌های مرتبط با پاتوژن‌ها و یا نئوآنتی‌ژنهایی را که در نتیجه جهش‌زایی ژنتیکی در ژنوم سلول‌های سرطانی ایجاد می‌شوند، با استفاده از فناوری رناپ به سلول‌های عرضه‌کننده آنتی‌ژن در سیستم ایمنی انتقال داد تا نقش واکسن را ایفا کنند.

تولید واکسن‌های ضد عوامل میکروبی بیماری‌زا به کمک فناوری رناپ به این صورت است که رناپ رمزگردان یکی از پروتئین‌های اختصاصی عامل میکروبی، در قالب حامل‌های مناسبی به بدن افراد تزریق می‌شود. این رناپ سپس توسط ماشین پروتئین‌سازی درون سلول به پروتئین میکروبی موردنظر ترجمه می‌شود. پروتئین حاصل، به‌صورت آنتی‌ژن‌های بیگانه به سلول‌های دستگاه ایمنی بدن فرید میزبان که رناپ را دریافت کرده است، عرضه می‌شوند و به‌این‌ترتیب باعث تحریک تولید آنتی‌بادی‌های ضدمیکروبی و القای پاسخ ایمنی اختصاصی علیه عامل بیماری‌زا می‌شود. این پاسخ ایمنی به حضور فقط یکی از پروتئین‌های میکروبی، افراد دریافت‌کننده واکسن رناپی را نسبت به ورود احتمالی آن عامل بیماری‌زا در آینده و ایجاد بیماری توسط آن واکسینه خواهد کرد. درصورتی‌که عامل بیماری‌زا، یک ویروس باشد، با توجه به این‌که عمده ویروس‌ها علاوه بر ماده ژنتیکی خاص خود، چند ده پروتئین اختصاصی دارند که پیکره آن‌ها را تشکیل می‌دهند، بنابراین القای بیان فقط یک پروتئین ویروسی توسط واکسن رناپی، هرگز به تولید یک ویروس بیماری‌زا و ایجاد عفونت ویروسی در بدن منجر نمی‌شود. روی‌هم‌رفته، مولکول‌های رناپ نسل جدید و نویدبخشی از مولکول‌های بیولوژیک هستند که چشم‌انداز روشنی را به روی درمان یا پیشگیری از بیماری‌های مختلف عفونی و غیرعفونی گشوده‌اند.