طراحی سامانه رهایش دارو به داخل میتوکندری

میتوکندری اندام میکروسکوپی است که در سلول‌ها یافت می‌شود و بزرگترین تولیدکننده مولکول آدنوزین تری فسفات (ATP) است که انرژی زیادی را برای بسیاری از فرآیندهای سلول‌های زنده فراهم می‌کند. فرآیندی که میتوکندری از آن ATP سنتز می‌کند، تعداد زیادی از گونه‌های اکسیژن فعال (ROS) تولید می‌کند.

در یک سلول سالم، ROS توسط میتوکندری کنترل می‌شود. با این حال، هنگامی که این تعادل از بین می‌رود، ROS اضافی به میتوکندری و متعاقباً سلول‌ها و بافت‌ها آسیب می‌رساند. این پدیده که به‌عنوان استرس اکسیداتیو شناخته می‌شود، می‌تواند باعث پیری زودرس و بیماری شود. ROS که باعث استرس اکسیداتیو می‌شوند می‌توانند توسط آنتی‌اکسیدان‌ها کنترل شوند.

یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور یوما یامادا سیستمی را برای ارائه آنتی‌اکسیدان به میتوکندری برای کاهش اثرات ROS اضافی ایجاد کرده‌اند.

هیبینو از محققان این پروژه می‌گوید: ما قبلاً یک سیستم تحویل دارویی ارائه کرده بودیم که ما نام آن را CoQ۱۰-Mito-Porter نامیدیم. این سیستم از مولکول آنتی‌اکسیدان کوآنزیم Q۱۰ (CoQ۱۰) تشکیل شده است. این ماده برای تولید ATP در میتوکوندری ضروری است. ما این مولکول را درون نانوذرات لیپیدی قرار دادیم تا بتواند میتوکندری را هدف قرار دهد. در این پروژه، ما قصد داشتیم ببینیم که آیا می‌توانیم این سیستم را در ارگانیسم‌های زنده به صورت مستقیم استفاده کنیم.

تغییرات فرمولاسیون برای سنتز CoQ۱۰-Mito-Porter مورد آزمایش قرار گرفت و ساختارهای آن‌ها با میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. CoQ۱۰-Mito-Porter به مدل‌های موش با آسیب کبد ناشی از استامینوفن تجویز شد. مصرف بیش از حد استامینوفن باعث ایجاد ROS اضافی در میتوکندری می‌شود که به نوبه خود به سلول‌ها در کبد آسیب می‌رساند. COQ۱۰-Mito-Porter در درجه اول به کبد منتقل شد و به میزان قابل توجهی آسیب‌های ناشی از ROS را کاهش داد.

یافته دیگر در این پروژه، این بود که کاهش ابعاد ذرات CoQ۱۰-Mito-Porter با بسته‌بندی کارآمدتر CoQ۱۰ موجب شد که درمان آسیب کبد نسبت به فرمولاسیون اصلی مؤثرتر باشد.

یامادا نتیجه گرفت: مطالعه ما نشان داده است که سیستم میتو پورتر که توسعه داده‌ایم می‌تواند برای تحویل COQ۱۰ به کبد استفاده شود و آن را به یک رویکرد مهم درمانی در برابر شرایطی که باعث استرس اکسیداتیو می‌شود، تبدیل کند.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان A System that Delivers an Antioxidant to Mitochondria for the treatment of Drug-Induced Liver Injury در نشریه Scientific Reports به چاپ رسیده است.