1. خانه
  2. بهسازی در روش تغلیظ فاکتورهای انعقادی
بهسازی در روش تغلیظ فاکتورهای انعقادی

بهسازی در روش تغلیظ فاکتورهای انعقادی

آزمایشگاه پاتوبیولوژی سپند

مقدمه
از دهه 1960 درمان هموفیلی همراه با تزریق فاکتورهای انعقادی مفقود شده در خون بوده است.
تا دهه 1980 این عوامل انعقادی فقط از طریق پلاسمای اهدا شده بدست می آمدند. اما با تولید مصنوعی فاکتورهای VIII و IX و احتمال انتقال ویروس HIV و هپاتیت ازطریق پلاسمای اهدایی سهم قابل توجهی از بیماران هموفیلی به طور روزافزون از طریق تکنولوژی بازسازی DNA مورد درمان قرار میگیرند .
رویکردی به روشهای درمانی از طریق فاکتورهای انعقادی:
دو رویکرد در درمان بوسیله تزریق فاکتورهای انعقادی که در بیمارستان ها مورد استفاده قرار میگیرد وجود دارد:
اول درمان بنا به درخواست بیمار که فاکتورهای منعقد کننده خون در یک زمان بحرانی و به منظور جلوگیری از خون ریزی تزریق می شوند. که موفقیت در این روش معمولا بعد از 1 الی 3 بار درمان برای اغلب مفاصل و بافت های نرم همراه با خونریزی شدید حاصل خواهد شد.
در مقابل، درمان پیشگیرانه به عنوان یک درمان دراز مدت در بازه های زمانی منظم  به منظور جلوگیری از وقوع خونریزی صورت می پذیرد.
این رویکرد دوم که به صورت پیشگیرانه عمل می کند در سه دهه گذشته همراه با نتایج عالی در اسکاندیناوی مورد استفاده قرار گرفته است.


به تازگی در یک مطالعه تصادفی آینده نگر که در ایالات متحده آمریکا انجام گرفته است نشان داده شده است که با استفاده از این روش به میزان قابل توجهی آسیب های عضلانی مزمن در هنگام خونریزی ها کاهش یافته است.
به عنوان یک نتیجه از بررسی های به عمل آمده در حال حاضر تمایل روز افزونی برای درمان کودکان مبتلا به هموفیلی با استفاده از روش های درمانی پیشگیرانه از همان بروز اولین خونریزی وجود دارد.
مطالعات در حال حاضر در حال ارزیابی و بررسی فوائد حفظ و ادامه برنامه درمان پیشگیرانه در زمان نوجوانی و ابتدای بزرگسالی هستند.

روشهائی برای فاکتورهای انعقادی پیشگیرانه
در حالیکه یک توافق کلی و عمومی بر سر این موضوع وجود دارد که برنامه درمانی پیشگیرانه ، نتایج و فوائد عالی و قابل قبولی را در دراز مدت برای بافت عضلانی فراهم میسازد . اما هنوز هم در مورد زمان مطلوب برای شروع این برنامه درمانی و فواصل زمانی به کارگیری این روش شبهاتی وجود دارد.
برخی از پزشکان بر این باورند که حتی یک خونریزی مفصلی برای شروع یک آسیب مفصلی مزمن کافی است در حالیکه بقیه بر این باورند که الگوی خونریزی فرد بیمار باید قبل از شروع برنامه درمانی پیشگیرانه به طور منظم ارزیابی شده باشد.
این رویکرد اخیر منجر به افزایش سریع دز داروئی در برنامه درمانی می شود.
این برنامه درمانی یا تزریق یکبار در هفته آغاز می شود و فقط زمانی تعداد تزریق ها افزایش می یابد که خونریزی های پی در پی مشاده شود.
متوسط طول نیمه عمر فاکتورهای VIII و IX به ترتیب 12 و 24 ساعت می باشد. بیشتر برنامه های درمانی شامل تزریق 2 الی 3 بار در هفته عوامل انعقادی می باشند. اگر چه برخی از بیماران مقادیر کمتری از فاکتورهای انعقادی را جهت تزریق در برنامه روزانه انتخاب می کنند.
در حالیکه اجرای این برنامه درمانی بدین شکل ممکن است در مورد بزرگسالان مشکل خاصی ایجاد نکند اما در مورد بچه های کوچک این روش ممکن است یک چالش عملی بزرگ را ایجاد کند.
با دانستن این حقایق دیگر تعجب آور نخواهد بود که هدف عمده در توسعه فاکتورهای انعقادی جدید ، طولانی تر کردن نیمه عمر فاکتورهای انعقادی خون می باشد.
به طور کلی هدف این طرح دست یابی به فاکتورهای انعقادی است که می تواند یک بار در هفته و با دز استاندارد برای حفظ سطح فاکتور مورد نظر بالای 1% به کار گرفته شود.

پیشرفتهای بالقوه فاکتورهای انعقادی:
در حالیکه افزایش طول نیمه عمر فاکتورهای انعقادی عمده ترین هدف برنامه های درمانی می باشد. حداقل 2 جنبه بیولوژیکی دیگر از این پروتئین ها نیز مورد بررسی قرار گرفته اند. ایمنی زائی ذاتی فاکتور VIII همچنان به عنوان یک چالش قابل توجه در درمان قریب به 25%  از بیماران با بیماری شدید مطرح می باشد.
و بنابراین چندین استراتژی برای توسعه ملکول های VIII خوکی در سلول های پروتئینی انسانی تمرکز کرده اند.
در حالیکه ارزیابی ها و بررسی های پیش بالینی این پروتئین ها خواسته ما را برآورده کرده است . اما نیاز به گذشت زمان داریم تا ببینیم که آیا این پروتئین ها خاصیت ایمنی زائی کاهش یافته خود را در سلول های انسانی بازیابی خواهند کرد یا خیر.
بعید به نظر می رسد که این مطالعات در آینده ای نزدیک صورت پذیرد.
اصلاح ساختاری دیگری که در مورد فاکتورهای VIII و IX  مطرح می باشد بهبود کیفیت تمایل آنها به فعالیت انعقادی می باشد. که اگر این امر محقق شود می توان میزان دز کمتری از پروتئین مورد نظر را جهت حصول نتیجه انعقادی مشابه به کار برد.
این هدف در مورد فاکتور IX مورد دست یابی قرار گرفته است. که با جایگزینی چندید پروتئین از طریق انتقال ژنها در محیط آزمایشگاهی موجب افزایش بهره وری فاکتور IX در انعقاد خون شده است.
در نهایت نوآوری ما و ابداعات جدید در راستای فرآیند سنتز بیولوژیکی شامل تولید مواد انعقادی جدید که داراری صفات جدیدی هستند هنوز درحال بررسی و آزمایش هستند . برخی از مواد انعقادی جدید برای اولین بار با استفاده از روش کشت سلول های انسانی (HEK293 and HKB11 cells) در حال تولید هستند . با این هدف که صفات و خاصیت های موروثی آنها در مقایسه با آن دسته از مواد انعقادی که با روش کشت سلولهای غیر انسانی تولید شده اند بیشتر شبیه به صفات و ویژگیهای سلول های انسانی باشد ( به عنوان مثال آن دسته از مواد انعقادی که با استفاده از سلول های تخمدان موش های بالغ چینی و یا سلول ها یکلیه بچه موش ها تولید شده اند ) .
حال درست یا غلط بودن این روش و اینکه آیا این روش منافعی در بر خواهد داشت نیاز به گذشت زمان دارد تا تمامی جوانب ان به خوبی مشخص شود.
علاوه بر مزیت و فواید روش کشت سلولی جدید شکل های متفاوتی از VIII  به منظور تقویت تولید پروتئین ها  مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته اند.

افزایش طول مدت زمان نیمه عمر فاکتور انعقادی
تا به امروز 3 روش برای افزایش مدت زمان نیمه عمر فاکتور انعقادی خون مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته اند:
1/ کاربرد یک ناقل و حامل عامل انعقادی همراه با نرخ آرام آزاد سازی ماده انعقادی
2/ انعقاد خون با استفاده از پلیمرهای هیدروفیلیک یا آب دوست.
3/ استفاد از نسل ترکیب ها یجدید یا ملکولهای متفاوت.
حامل هائی از جنس پلی اتیلن گلیکول برای فاکتور VIII
اولین ماده انعقادی بالینی جدید محصولی بود که قبلا با استفاده از فاکتور VIII باز تولید شده بود و به سطح خارجی یک حامل درون سلولی از جنس پلی اتیلن گلیکول الصاق شده بود.
عامل محرک برای تولید این ماده جدید این بود که شاید FVIII به طور تدریجی و طی یک مدت زمان طولانی از سطح حامل درون سلولی آزاد شود و بدین ترتیب طول نیمه عمر پروتئین افزائیش یابد .
نمونه های موفق برای توسعه روش انتقال دارو از طریق حامل درون سلولی داروهای Doxorubicin و  Amphotericin هستند.
انتشار اولیه جزئیات رفتار این ماده انعقادی در محیط طبیعی و زنده نتایج متفاوتی را به اثبات رساند. در حالیکه آنالیز پارامترهای دارو شناختی پلاسما نشانگر هیچ گونه تفاوتی با فاکتر ضد هموفیلی نبود.
یک تحقیق بالینی بر روی یک گروه کوچک از چندین بیمار هموفیلی که تجربه خون ریزی های مکرر را داشتند نشان داد که کاربرد ماده انعقادی با استفاده از حامل درون سلولی موجب افزایش مدت زمان بین خون ریزی ها می شود. یعنی با استفاده از این روش فرد دچار دفعات خونریزی کمتری میشود.
ارزیابی و بررسی ثانویه این مکانیسم بالقوه نشان میدهد که نسل ریز ذره ما ممکن است بتوانند نقش بسیار مهمی را در انعقاد بهتر خون ایفاء کند.
در پی نتایج مثبت این تحقیقات اولیه بالینی فاز دوم این تحقیقات توسط یک مرکز تحقیقات بین المللی به منظور ارزیابی تکرار پذیری این یافته ها سازماندهی شد. اما فاز دوم این تحقیقات در همان مراحل اولیه به دلیل عدم وجود یک دلیل قانع کننده مبنی بر وجود عامل منعقد کننده خون متوقف شد.

ترکیب عوامل انعقادی با پلیمرهای هیدرو فیلیک
ترکیب محصولات درمانی با PEG به منظور افزایش طول نیمه عمر داروها از سال 1980 مورد استفاده قرار گرفته است.
الصاق مولکولهای PEG به محصولات درمانی موجب تولید یک پوششش آب بند برای سلول ها می شود و علاوه بر آن می تواند موجب پوشش فضای باز سلول ها شود که ممکن است به علت کاهش میزان ایمنی سلول بوجود آمده باشد.
نمونه هائی از روش های درمانی که در آنها از ملکول های PEG استفاده میشود و در حال حاضر از استاندارد مشخصی برخوردارند عبارتند از : PEG  اینترفرون، فاکتور محرک گرانولوسیت کلونی و L-asparaginase
در حالیکه پلیمرهای جایگزین از قبیل هیدروکسی اتیل ها از لحاظ آثار ترکیبی شان مورد بررسی قرار گرفته اند اغلب مطالعات درباره فاکتورهای انعقادی با استفاده از PEG انجام شده است.
در مطالعات اولیه از مواد ترکیبی به صورت رندوم برای الصاق به پروتئین انعقادی استفاده میشود اما این روشها به خاطر محدودیت هایی که  در کاربرد پروتئین منعقد کننده داشتند بسیار پیچیده و مشکل بودند..
محصولی که توسط این استراتژی های الصاقی تصادفی بوجود می آید به طور طبیعی ناهمگن و غیر یکنواخت است. و این تغییر پذیری و غیر یکنواختی بر توانائی پروتئین انعقادی در مشارکت موثر آن در فرآیند انعقاد تاثیر میگذارد.
بنابراین نه تنها اندازه گیری آزمایشگاهی میزان فعالیت انعقادی این محصولات پیچیده و مشکل است بلکه فعالیت های انعقادی آنها در محیط طبیعی نیز ممکن است به دلیل مکان و مقدار PEG الصاق شده به آنها به خطر بیفتد.
به تازگی یک تحقیق هدفمند در مورد فعالیت فاکتور VIII که ملکول های PEG به آن الصاق شده بود صورت پذیرفت . در این پروژه مقدار بسیار زیادی از سیستئین ها یا آمینو اسیدهای بدون پوشش سطحی جانشین سازی شده و وارد FVIII شدند. و فعالیتهای پروتئین جدید مشخص و معین شد.
بر پایه این مطالعات اولیه چند عدد از ملکولهای آمینو اسیدهای جانشین شده با ملکولهای PEG الصاقی ترکیب شده بودند.
درجه ترکیب این ملکولهای با ملکولهای PEG به طور قابل توجهی متفاوت بود. حتی زمانی که این الصاقات در مجاورت باقی مانده ها بودند. ] به عنوان مثال  AAs1804 و 1808 [ اما در اکثر موارد ترکیب با ملکول های PEG به طور قابل توجهی موجب کاهش فعالیت انعقادی ملکول های اصلی نشد.
بعد از آن مطالعات بر روی موشهای آزمایشگاهی هموفیلی که فاکتور VIII آنها با ملکولهای PEG ترکیب شده بود نشان دهنده افزایش قابل توجه طول نیمه عمر ماده انعقادی و قابلیت آن در جلوگیری از خونریزی در محیط طبیعی بود.
بررسی ها ی بیشتر بر روی این پروتئین ترکیبی در حال انتظار برای آزمایش بر روی حیوانات بزرگ و تحقیقات و آزمایش اولیه کلینیکی می باشد.
در حالیکه فاکتورهای VIII وIX به وضوح به عنوان اهداف اولیه جهت ترکیب با ملکولهای PEG  بوده اند. مدارک مستدل و محکمی وجود دارد مبنی بر اینکه فاکتور VIII تا حدود زیادی توسط واکنش ها یاین فاکتور با فاکتور فون ویلبراند کنترل می شود(VWF)
بنابراین یک روش جایگزین برای افزایش طول عمر فاکتور VIII می تواند شامل ترکیب فاکتور VWF با ملکولهای PEG باشد.
و در واقع ارزیابی های پیش بالینی این روش و استراتژی نشان دهنده افزایش قابل توجهی در طول نیمه عمر فاکتور VIII بوده است.
در میان سوالهای بی پاسخ در مورد استفاده بلند مدت از روش ترکیب فاکتورهای انعقادی با ملکولهای PEG این سوال نیز مطرح است که چگونه بدن قادر خواهد بود تا ملکولهای PEG گسسته را دفع کند.
اگر چه فرم های ترکیبی ملکولهای PEG از قبیل اینتر فرون حداکثر تا یکسال مورد استفاده قرار گرفته اند ولی استفاده بلند مدت از این ترکیبات انعقادی هنوز مورد ارزیابی و بررسی قرار نگرفته است. و نیاز است تا در آینده در درمان افراد هموفیلی به این نکته نیز توجه شود.

مهندسی پروتئین های فیوژن عامل انعقاد خون
متاسفانه دانش ما درباره تأثیر مکانیزم Clearance بر طول نیمه عمر فاکتورهای VIII وIX چندان زیاد و کافی نیست و بنابراین در حالیکه ممکن است هدفمند کردن فعل و انفعالات و واکنشهای این پروتئین ها با گیرنده های Clearance شان منطقی به نظر برسد اما تا به امروز چنین امری در واقعیت امکان پذیر نبوده است.
ارزیابی هائی در مورد تعویض و جایگزینی مکان فاکتور VIII شناخته شده در واکنش با گیرنده های لیپو پروتئینی با ظرفیت پائین ((low-density lipo protein receptor – related protein (LPR) وجود دارد.
به جای تلاش برای تأثیر گذاری بر فعل و انفعالات پروتئین های انعقادی با گیرنده های Clearance  استراتژی دیگری وجود دارد که نشان دهنده یک پتانسیل بالقوه و قابل توجه جهت تولید پروتئین های فیوژن ( بواسطه ساختن فیوژنهای ژنتیکی) به همراه ایمونوگلوبین یا آلبومین میباشد.
اساس و پایه انتخاب این فیوژن ها جهت مشارکت این است که 1: هر دوی این پروتئین ها دارای نیمه عمر طولانی می باشند ( تقریبا 25 روز) .  2: هر دوی این پروتئین ها با غلظت بالا در پلاسمای خون وجود دارند. 3: هر دوی این پروتئین ها از یک مکانیزم مشابه جهت حفظ میزان غلظت خود در پلاسما استفاده می کنند. این مکانیزم شامل گیرنده های FC تازه متولد شده می باشد. که در محیط اسیدی آندزوم در سلولهای اندوتلیال موجود می باشد.
الصاق FcRn به ایمونوگلوبین و یا آلبومین باعث جلوگیری از تجزیه لیزوزوم می شود. و به جای آن موجب تسهیل در امر بازیافت لیگاندها ی FcRn در سطح سلولهای آندوتلیال می شود.
تا به امروز مطالعات صورت گرفته با استفاده از FIX مونومر ، FC ایمونوگلوبین فیوژن نشان داده اند که پروتئین های FIX اصلاح شده موجب افزایش سه الی چهار برابری طول نیمه عمر فاکتورهای انعقادی در مدل های جانوری میشوند ( موش ها و سگهای هموفیلی و پستان داران غیر انسانی) .
فعالیتهای معین انعقادی این مولکول ( که شامل یک پیوند متوالی بین پایانه c  مونومر FIX  و IGFc نمی شود) به مقدار کمی کاهش یافته است. اما اثر انعقادی این ملکول در محیط طبیعی بسیار عالی می باشد.
به طور مشابه فیوژن FVIII – IGFc متناظر نیز توسط فیوژن مستقیم FVIII  و IGFc بدون پیوند دهنده دنباله ای تولید شده است.
فازهای اول و دوم تحقیقاتی و کلینیکی مطالعات بر روی فیوژن FIX – IGFc به تازگی به اتمام رسیده است. و ما مشتاقانه منتظر نتایج این تحقیقات هستیم.

سایر پروتئین های نامزد جهت انعقاد خون
دو روش و استراتژی دیگر با هدف افزایش طول نیمه عمر فاکتور FVIIIa مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته اند. در یکی از این روشها  پروتئین فعال شده C  در زنجیره سنگین فاکتور FVIII جایگزین شده است در حالیکه در روش دوم زنجیره های سبک و سنگین پروتئین فعال شده از طریق پیوند کووالانسی و توسط حلقه های اتصالی سولفور به یکدیگر متصل شده اند .
هر دو نوع متفاوت از فاکتور FVIII که در بالا ذکر شده نشان دهنده فعالیتهای قابل توجهی در موشهای آزمایشگاهی بوده اند.. اما هیچ یک از دو پروتئین هنوز قابلیت دسترسی کلینیکی ندارند.

نتیجه گیری
اگر چه فاکتورها ی انعقادی حال حاضر که در درمان افراد هموفیلی به کار میروند خوب و موثر هستند اما خواست روزافزون جهت روشهای درمانی پیشگیرانه بلند مدت سبب ابداع و ابتکار روشهای جدیدی در تولید پروتئین های مهندسی با این هدف شده است که طول نیمه عمر این پروتئینها افزایش یابد.
این پروژه ها به سرعت در حال انجام هستند و دو عدد از این عوامل انعقادی که دارای طول نیمه عمر طولانی تری هستند در مراحل اولیه تحقیقات کلینیکی و بالینی خود به سر می برند . نتایج پیش بالینی مربوط به چند عدد از این مولکولهای طراحی شده بسیار دلگرم کننده و امیدوار کننده به نظر می رسند . اما ما هنوز باید صبر کنیم تا ببینیم آیا می توان برای سلولهای انسانی نیز به این نتایج رسید یا خیر .
یکی از چالشهای پیش رو در مورد تمامی این ملکولها پتانسیل تولید خاصیت ایمنی زائی جدید می باشد و اگر چه شانس و احتمال این امر بسیار کم می باشد هیچ یک از مدلهای آزمایشگاهی تا کنون نتوانسته اند پیش بینی خوبی در این باره داشته باشند.
علاوه بر آن اثر VWF بر روی پاکسازی فاکتور FVIII می تواند زیاد باشد  و هر روش و استراتژیی که به افزایش طول نیمه عمر فاکتور FVIII  کمک کند می تواند به طور موثری توسط این واکنش تاثیر پذیرد.
ضمنا در حالیکه بررسی روشهای انتقال ژن در درمان بیماران هموفیلی تا رسیدن به نقطه نظر بهینه ادامه دارد. در حال حاضر یک احتمال کلی وجود دارد که یک دوره زمانی وجود خواهد داشت که در طول آن بسیاری از بیماران توسط روشهای درمانی پیشگیرانه که در آنها از فاکتورهای انعقادی با طول نیمه عمر بالا استفاده می شود درمان خواهند شد.

دیدگاه خود را درج کنید