ذخیره سازی مواد بیولوژیکی به شکل قرص

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، محققان تکنیک جدیدی را برای ذخیره مواد بیولوژیکی مانند RNA و پروتئین ها به شکل جامد توسعه داده اند. این ذخیره سازی حالت جامد به شکل قرص است که در صورت نیاز می تواند در آب حل شود.این رویکرد پیشگامانه به چالش های رایج در حفظ و مدیریت محصولات استخراج شده از سلول های زنده می پردازد که برای تلاش های مختلف پزشکی و تحقیقات علمی حیاتی است.

مواد بیولوژیکی که در ایجاد داروها و ابزارهای جدید برای آزمایش های تشخیصی ضروری هستند، مانند mRNA، آنزیم ها و آنتی بادی ها، به طور قابل توجهی در برابر تغییرات شرایط محیطی در طول نگهداری، حمل و نقل و استفاده آسیب پذیر هستند. نگهداری و جابجایی نادرست می تواند منجر به خراب شدن یا از دست دادن عملکرد آنها شود و موانع قابل توجهی برای در دسترس بودن آنها در مناطقی با منابع محدود یا مناطقی که کمتر از آنها استفاده می شود ایجاد کند.

برای مثال، عرضه واکسن کووید فایزر به دلیل نیاز به فریزرهای عمیق برای نگهداری و حمل و نقل، از نظر سرعت و وسعت محدود بود. به طور گسترده تر، حتی زمانی که زیرساخت های تبرید وجود دارد، خرابی ها در بیش از 10٪ موارد رخ می دهد که طبق موسسه IQVIA برای علوم داده های انسانی سالانه بیش از 35 میلیارد دلار ضرر دارد.

برای غلبه بر برخی از محدودیت های کلیدی، محققان دانشگاه ایالتی پلی تکنیک کالیفرنیا (Cal Poly) در سن لوئیس اوبیسپو، کالیفرنیا، روش جدیدی را برای ذخیره سازی مواد بیولوژیکی با پتانسیل گسترده برای استفاده توسط جوامع علمی و پزشکی ایجاد کرده اند.

بیشتر مواد بیولوژیکی نیاز به نگهداری به عنوان مایعاتی دارند که در فریزرهای عمیق برای مدت زمان ماندگاری خود منجمد می شوند. به عنوان یک جامعه، ما این کار را از طریق یک سیستم پیچیده و یکپارچه از یخچال ها و فریزرها که به عنوان زنجیره سرد شناخته می شود، انجام می دهیم. در سال های اخیر، بسیاری از تیم های تحقیقاتی، از جمله گروه در Cal Poly، در زمینه مواد بیولوژیکی خشک کن انجمادی پیشرفت کرده اند، که نحوه ذخیره سازی و نگهداری آنها را بهبود بخشیده است، اما استفاده از خشک کردن انجمادی محدود است.

ذخیره سازی مواد بیولوژیک در حالت جامد نشان دهنده گام بزرگ بعدی است زیرا قرص ها مزایای منحصر به فردی را برای حفظ بهتر موادی که در خود محصور می کنند ارائه می دهند. به عنوان مثال، این نوآوری به محققان اجازه می دهد تا بتوانند مواد بیولوژیکی را در قرص هایی بسته بندی کنند که می توان آنها را در قفسه ای در دمای اتاق ذخیره کرد و به آب اضافه کرد تا برای استفاده در صورت تقاضا حل شود. علاوه بر تضمین پایداری و فعالیت مواد بیولوژیکی، ذخیره سازی حالت جامد برای اطمینان از تجزیه سریع و حل شدن قرص ها در آب ایجاد شده است.

به عنوان یک مورد آزمایشی برای توانایی پلت فرم ذخیره سازی حالت جامد برای پشتیبانی از مخلوط پیچیده ای از بیولوژیک، تیم نشان داد که ماشین سلولی که قادر به رمزگشایی اطلاعات ژنتیکی برای ساخت RNA و پروتئین است، می تواند در حالت جامد ذخیره شود. هنگامی که به آب اضافه می شود، ماشین دوباره فعال می شود تا اطلاعات ژنتیکی را رمزگشایی کند، گویی هنوز در داخل سلول است. این تیم همچنین یک قدم فراتر رفت تا نشان دهد که ابزارهای نوظهور بیوتکنولوژی مانند CRISPR می توانند پس از ذخیره سازی در حالت جامد فعال شوند.

توانایی ذخیره مواد بیولوژیک در دمای اتاق و فعال کردن آنها در صورت تقاضا می تواند برای ارائه داروها به مکان های دوردست که زنجیره سرد در دسترس نیست مفید باشد. به عنوان مثال، می توان تولید واکسن های قابل حمل و بر اساس تقاضا را در مکان های دورافتاده تصور کرد. این پلتفرم همچنین می تواند برای آزمایش های تشخیصی هر چیزی از غربالگری COVID-19 گرفته تا آزمایش آلاینده های فاضلاب، به سادگی با تغییر ترکیب قرص ها مورد استفاده قرار گیرد. برای استفاده در این زمینه، ذخیره سازی حالت جامد مزیت اضافه ای دارد که استفاده از آن ساده است، نیاز به آموزش تخصصی تکنسین ها را کاهش می دهد، و دسترسی را در نقطه مورد نیاز بهبود می بخشد.