الأجسام المضادة البلاستيكية قادرة على محاربة المستضدات في الجسم مثل الأجسام المضادة الحقيقية

حققت مجموعة من الباحثين من جامعة كاليفورنيا في إيرفين مع باحثين من جامعة شيزوكا من اليابان طفرة هائلة في مجال البلاستيك. وجدت المجموعة استخدامًا للبلاستيك على المستوى المجهري وحتى على المستوى النانوي. وأظهر الباحثون أنه إذا استخدمنا جسيمات نانوية تصل إلى 50,000/XNUMX من عرض شعرة الإنسان، فمن الممكن إنشاء "أجسام مضادة بلاستيكية".

نحن نستخدم البلاستيك في صناعة كل شيء بدءًا من الأكياس البلاستيكية والحاويات والأجهزة وتقريبًا كل المنتجات في المنزل. ومع ذلك، حققت مجموعة من الباحثين من جامعة كاليفورنيا في إيرفاين مع باحثين من جامعة شيزوكا من اليابان طفرة هائلة في مجال البلاستيك. وجدت المجموعة استخدامًا للبلاستيك على المستوى المجهري وحتى على المستوى النانوي. أظهر الباحثون أنه إذا استخدمنا جسيمات نانوية يبلغ عرضها واحدًا إلى 50,000 من شعرة الإنسان، فمن الممكن إنشاء "أجسام مضادة بلاستيكية" (أي جسيمات نانوية بوليمرية عضوية بسيطة وصناعية بحجم البروتين). تعمل الأجسام المضادة البلاستيكية بنجاح في مجرى دم الحيوانات الحية، عندما تتمكن من التعرف على مجموعة متنوعة من المستضدات ومكافحتها (بروتينات يتم تحديدها كمواد غريبة بواسطة الجهاز المناعي، الذي ينتج أجسامًا مضادة لمحاربتها).

أولًا، الأجسام المضادة هي البروتينات الموجودة في الجسم والتي يتم إنشاؤها بواسطة جهاز المناعة لتمييز وتحييد التهديدات الأجنبية، مثل العدوى والمواد المسببة للحساسية والفيروسات والبكتيريا. قد تكون هذه في بعض الأحيان مجرد أشياء مزعجة وغير ضارة مثل حبوب اللقاح وجزيئات الغبار أو المواد المسببة للحساسية من الأطعمة وحتى السموم الأخرى التي تكون أقل متعة وخطيرة في بعض الأحيان. ينتج جسمنا الأجسام المضادة بكميات كبيرة. في بعض الأحيان لا يكون من الممكن التعامل مع مستضدات معينة. على سبيل المثال، العدوى الشديدة - تستسلم المستضدات الطبيعية لدينا ببساطة.

ولمعالجة هذا النقص في جهاز المناعة، أخذ الباحثون جزيئات بلاستيكية نانوية صغيرة وقرروا إنتاج أجسام مضادة منها. تنشأ المشكلة التالية عند حقن مواد اصطناعية في بيئة بيولوجية: إذا حقننا مواد غريبة مثل الجسيمات النانوية البوليمرية PNP في مجرى الدم، فستتشكل طبقة من البروتينات على الفور على السطح، ويمكن أن تغير هذه الطبقة أو حتى تثبطها. الاستجابة المناعية للمادة الغريبة.

ولذلك، قرر الباحثون أولاً اختبار وإثبات قدرة الـ PNP خارج الجسم الحي وبالتالي محاولة تقليد الأجسام المضادة الطبيعية. أي أنهم قرروا أولاً وقبل كل شيء اختبار التوافق الحيوي للـPNP، أي تفاعل الأنسجة البيولوجية مع الـPNP. ثم قرروا استخدام مستضد الميليتين، وهو الببتيد الذي يعد أحد المكونات الرئيسية لسم النحل. وقد وجد أنه غير سام في الخلايا المزروعة في المختبر بكميات صغيرة. ثم قام الباحثون بحقن كمية صغيرة من المادة في الوريد مباشرة في مجرى الدم لدى فئران المختبر. لمدة أسبوعين لم يكن هناك اختلاف في وزن الفئران التي تلقت الميليتين. بالإضافة إلى ذلك، لم يتم العثور على أي علامات للسم أو علامات الحساسية. يؤدي تناول الميليتين بجرعات عالية إلى تدمير الخلايا في الحيوان، وهي عملية تنتهي بالوفاة بسبب الفشل الكلوي أو مضاعفات القلب.

استخدم الباحثون بعد ذلك عملية تُعرف باسم البصمة الجزيئية لطباعة شكل مستضد الهيميليتين على الجسم المضاد PNP. من خلال دمج منافذ صغيرة على شكل الميليتين في الجزيئات الفردية، الأجسام المضادة البلاستيكية، قام الباحثون أخيرًا بضبط الأجسام المضادة البلاستيكية لتلتصق بمستضدات الميليتين في الدم.

قام الباحثون بحقن الفئران التي تلقت الكميات المميتة من الهيميليتين في وريدها عن طريق حقن أجسام مضادة بلاستيكية من نوعين: 1) كانت هناك فئران تلقت PNP مطبوع عليها شكل مستضد الهيميليتين و 2) كانت هناك فئران أخرى تلقت PNP مطبوع عليها شكل مستضد الهيميليتين و XNUMX) كانت هناك فئران أخرى تلقت الكميات القاتلة من الهيمليتين. تلقى PNP من نفس التركيبة بالضبط ولكن تم تصنيعها بحيث لا تطبق بصمة الهيميليتين. بالإضافة إلى هذه المجموعة من الفئران، كانت هناك مجموعة مراقبة.

في هذه المجموعة الأخيرة، لوحظ معدل وفيات بنسبة 100٪ في الفئران التي تلقت الميليتين بكميات كبيرة. الفئران التي تلقت الأجسام المضادة البلاستيكية المطبوعة بشكل مستضد الميليتين نجت بمعدل أعلى بكثير من تلك التي تلقت الأجسام المضادة البلاستيكية دون بصمة الميليتين. وأدى هذا إلى استنتاج مفاده أنه على الرغم من وجود الـ PNPs في مجرى الدم، إلا أن الـ PNPs المدمجة مع الميليتين لاحظت وجود سم الميليتين وقامت بتحييد نشاطه. لذلك، خلصت الدراسة إلى أن الأجسام المضادة البلاستيكية جيدة التوجيه يمكنها بالفعل متابعة المستضد وتدمير التهديدات داخل الجسم الحي.

إن نجاح إجراء البصمة الجزيئية، إلى جانب معدل البقاء المرتفع للفئران التي تلقت الأجسام المضادة البلاستيكية، يشير إلى أن الباحثين يمكنهم تصميم مجموعة متنوعة من هذه الجسيمات البلاستيكية النانوية لاستخدامها عندما يعتمد الجسم على الأجسام المضادة لمحاربة التهديدات. وهذا يفتح الباب أمام تقوية المناعة الاصطناعية القوية التي يمكن استخدامها لعلاج عدد لا يحصى من الحساسية والأمراض والالتهابات.