نگهداری واکسن‌های mRNA بدون نیاز به فریزر با هوش مصنوعی

نویسنده:
بیمارستان شفا
تاریخ انتشار:
09 مهر 1405
دیدگاه ها:
تثبیت نانوذرات لیپیدی واکسن mRNA با هوش مصنوعی برای نگهداری در دمای اتاق و حذف زنجیره سرما

پژوهشگران MIT با کمک الگوریتم‌های یادگیری ماشین، فرمولاسیونی بهینه‌شده برای نانوذرات لیپیدی حامل mRNA طراحی کرده‌اند که چالش وابستگی واکسن‌ها به زنجیره سرمای فوق‌سرد را حل می‌کند. این فرمولاسیونِ خشک‌شده در خلاء، اثربخشی ایمنی‌زایی خود را تا یک سال در دمای اتاق حفظ کرده و مسیر را برای توزیع آسان‌تر واکسن‌ها و استفاده از پچ‌های پوستی ریزسوزن هموار می‌سازد.

زنجیره سرما و ناپایداری حرارتی واکسن‌های mRNA

نگهداری واکسن‌های mRNA بدون نیاز به فریزر و دمای انجماد، تحولی بزرگ در فناوری پزشکی به شمار می‌رود. واکسن‌های مبتنی بر mRNA که در دوران همه‌گیری کووید-۱۹ موفق عمل کردند، اکنون برای درمان بیماری‌های دیگر از جمله سرطان توسعه می‌یابند. یکی از معایب اصلی این واکسن‌ها نیاز به نگهداری در دماهای بسیار پایین (بین منفی ۲۰ تا منفی ۸۰ درجه سانتی‌گراد) است. مولکول RNA ساختار شکننده‌ای دارد؛ به همین دلیل در واکسن‌ها درون نانوذرات لیپیدی (LNP) بسته‌بندی می‌شود تا از تخریب آن جلوگیری شده و ورود آن به داخل سلول‌ها هموار شود.

با این حال، این نانوذرات نیز بدون تجهیزات انجماد و زنجیره سرمایی، پایداری خود را از دست می‌دهند. این موضوع حمل‌‌ونقل واکسن را به مناطق محروم و فاقد امکانات سرمایشی با مشکل روبرو می‌کند. افزایش مقاومت حرارتی این واکسن‌ها علاوه بر توزیع گسترده‌تر، امکان استفاده از روش‌های نوین مانند پچ‌های ریزسوزن پوست را فراهم می‌سازد.

طراحی هوشمند فرمولاسیون با الگوریتم یادگیری ماشین

تیم تحقیقاتی مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) در مؤسسه تحقیقات سرطان کوخ، روشی را برای تثبیت نانوذرات لیپیدی حاوی mRNA توسعه داده‌اند. در این پژوهش که نتایج آن در ژورنال Nature Biotechnology منتشر شده، محققان الگوریتم یادگیری ماشین را با همکاری آزمایشگاه علوم کامپیوتر و هوش مصنوعی MIT (CSAIL) به کار گرفتند.

پیش از این، محققان افزودن مواد کمکی شامل قندها، نمک‌ها یا پلیمرها را برای مقاوم‌سازی نانوذرات آزمایش کرده بودند، اما رسیدن به ترکیب بهینه نیازمند بررسی هزاران حالت مختلف بود. الگوریتم هوش مصنوعی طراحی‌شده در این پروژه توانست با استفاده از مجموعه‌داده‌های بسیار کوچک، نسبت مواد کمکی را پیش‌بینی کند. این کار تعداد آزمایش‌های تجربی را کم کرد و فرآیند بهینه‌سازی فرمولاسیون را به جای چند ماه، ظرف چند هفته به نتیجه رساند.

مراحل ارزیابی و آزمایش‌های زیستی

پژوهشگران بررسی خود را با حدود ۵۰ ماده کمکی مورد تأیید سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) شروع کردند. برای ارزیابی اولیه، پژوهشگران هر ماده کمکی را همراه با نانوذرات حامل mRNA کدکننده آنزیم لوسیفراز کرم شب‌تاب (Firefly Luciferase) به سلول‌ها تزریق کردند. سنجش میزان زیست‌تابشی ساطع‌شده از سلول‌ها مشخص کرد که کدام ماده سلامت mRNA را حفظ کرده است.

در ادامه، تیم تحقیق ۵ ماده کمکی برتر را انتخاب کرد. الگوریتم هوش مصنوعی نسبت‌های ترکیبی این مواد را برای شبیه‌سازی فرمولاسیون نانوذرات مشابه واکسن مدرنا پیشنهاد داد. پس از چند چرخه ارزیابی آزمایشگاهی و بازخورد داده‌ها به مدل، پژوهشگران فرمولاسیون نهایی را انتخاب کردند و آن را به مرحله آزمایش حیوانی بردند. آن‌ها این روش را برای فرمولاسیون نانوذرات مشابه واکسن فایزر نیز پیاده‌سازی کردند و نشان دادند که با تغییر نسبت مواد می‌توان پایداری حرارتی را در پلتفرم‌های مختلف ایجاد کرد.

پایداری یک‌ساله در دمای اتاق و پاسخ ایمنی

برای سنجش پایداری حرارتی، محققان نانوذرات حاوی آنتی‌ژن‌های mRNA کووید-۱۹ را تحت پروسه خشک‌کردن در خلاء (Vacuum Drying) قرار دادند. آن‌ها این نانوذرات خشک‌شده را به مدت دو ماه در دمای ۳۷ درجه سانتی‌‌گراد (۹۸ درجه فارنهایت) و به مدت یک سال کامل در دمای اتاق نگهداری کردند.

تزریق واکسن‌های نگهداری‌شده به موش‌ها نشان داد که سطح پاسخ ایمنی و تولید پادتن، کاملاً برابر با واکسن تازه و منجمد مشابه مدرنا است. همچنین پژوهشگران با استفاده از این فرمولاسیون، پچ‌های ریزسوزن جامد حاوی آنتی‌ژن SARS-CoV-2 را تولید کردند که پس از قرارگیری روی پوست، پاسخ ایمنی مشابه با روش تزریقی ایجاد کرد.

مشتاقانه منتظر دریافت نظرات شما دوستان عزیز هستیم





For security, use of Google's reCAPTCHA service is required which is subject to the Google Privacy Policy and Terms of Use.

مطالب مرتبط

تاثیر ترکیب اورولیتین آ موجود در انار بر بهبود انعطاف‌پذیری و درمان نارسایی قلبی

بهبود۸۰ درصدی عملکرد قلب با ترکیب موجود در انار

تثبیت نانوذرات لیپیدی واکسن mRNA با هوش مصنوعی برای نگهداری در دمای اتاق و حذف زنجیره سرما

نگهداری واکسن‌های mRNA بدون نیاز به فریزر با هوش مصنوعی

دستگاه سنگ شکنی برون اندامی ریچارد ولف و المد در بیمارستان شفا خرم آباد

به‌روزترین مرکز سنگ‌شکن (ESWL) برون‌اندامی غرب ایران

دستگاه ماموگرافی جیوتو در بیمارستان شفا خرم آباد

مدرن‌ترین مرکز ماموگرافی در خرم آباد با دستگاه پیشرفته جیوتو

تأثیر حذف اجاق گاز و آسم بر سلامت بیماران ریوی

جایگزینی اجاق گازی با الکتریکی در درمان آسم

حمله سیستم ایمنی افراد ابرصدساله به سلول‌های سرطانی و تخریب آن‌ها

انسان‌های ابرصدساله و مقاومت در برابر سرطان

cprپیشرفته در تیر1405

برگزاری کارگاه تخصصی احیای قلبی ریوی (Advanced CPR) در بیمارستان شفا با هدف ارتقای دانش کادر درمان

شخص تنها روی زمین نشسته و گردنبند حیوان خانگی خود را در دست دارد، نور طبیعی از پنجره می‌تابد، احساس غم و اندوه از دست دادن حیوان خانگی

آیا غم از دست دادن یک حیوان خانگی واقعاً شبیه مرگ یک انسان است؟

کپسول‌های پیوند مدفوع در آزمایشگاه برای درمان سرطان، نمایش افقی با نور طبیعی و جزئیات واقعی

پیوند مدفوع (FMT): مسیر جدید در بهبود درمان سرطان

روز جنین تیر1405

به مناسبت روز جنین‌شناسی، مدیران ارشد بیمارستان شفا از زحمات کارشناسان این حوزه تجلیل کردند

cpr پیشرفته

برگزاری کارگاه تخصصی احیای قلبی ریوی پیشرفته برای تیم مراقبت‌های ویژه

cpr2025

برگزاری کارگاه تخصصی  احیای پیشرفته قلبی ریوی 2025  برای پرستاران در بیمارستان شفا

روز حسابدار 1404

گرامیداشت روز حسابدار در بیمارستان شفا

معارفه آذر1404

آیین معارفه بازرس فنی و معاون امنیت و انتظامات جدید در بیمارستان شفا برگزار شد

استراتژیک آبان 25 آبان1404

برگزاری نشست استراتژیک بررسی پیشرفت چهار پروژه کلیدی بیمارستان شفا

Shafa-Hospital-Pic0

بیمارستان شفا خرم‌آباد | بزرگ‌ترین بیمارستان خصوصی ایران با خدمات تخصصی

rad

گرامیداشت روز جهانی رادیولوژی در بیمارستان شفا و تجلیل از تلاش‌های کادر تصویربرداری

p66

تجلیل از پرستاران بیمارستان شفا  توسط سرپرستی بانک تجارت استان لرستان

p3

برگزاری مراسم گرامیداشت روز پرستار در بیمارستان شفا

استراتژیک

نشست استراتژیک بررسی پروژه‌ های ساماندهی نظام اطلاع‌رسانی خدمات و مهارت‌های ارتباطی برگزار شد