پایش همزمان سایتوکاین‌ها و فاکتورهای سیستم مکمل در فرآیند توسعه دارو به‌طور فزاینده‌ای اهمیت یافته است؛ چرا که با حرکت به سمت درمان‌های شخصی‌سازی‌شده برای سرطان‌ها و بیماری‌های ژنتیکی، پژوهش در زمینه داروهای زیستی (بیولوژیک)، واکسن‌ها و مولکول‌های کوچک افزایش یافته است. این ترکیبات می‌توانند به‌واسطه اثرات تنظیم‌کننده ایمنی، پیامدهای ناخواسته‌ای ایجاد کنند.
سایتوکاین‌ها و فاکتورهای مکمل چیستند؟
سایتوکاین‌ها نقش کلیدی در کنترل رشد و فعالیت سلول‌های سیستم ایمنی دارند. این مولکول‌ها که از جنس پروتئین، پپتید یا گلیکوپروتئین هستند، به عنوان پیام‌رسان‌هایی عمل می‌کنند که در زمان نیاز، سیستم ایمنی را برای شروع واکنش التهابی یا ایمنی فعال می‌کنند. عملکرد دقیق آن‌ها پیچیده است، چرا که بسیاری از آن‌ها به‌صورت هماهنگ عمل می‌کنند.
نقش‌های اصلی سایتوکاین‌ها شامل:
- تنظیم التهاب
- جذب سلول‌های ایمنی و افزایش کارایی آن‌ها
- تنظیم خون‌سازی (هماتوپوئز)
- و القای تب می‌باشد.
فاکتورهای مکمل نیز بخشی از سیستم ایمنی هستند، اما وظیفه‌ای متفاوت ایفا می‌کنند. در حالی که سایتوکاین‌ها پیام‌رسانی و تنظیم پاسخ ایمنی را برعهده دارند، فاکتورهای مکمل در تخریب مستقیم عوامل بیماری‌زا، مانند باکتری‌ها، نقش دارند.
چه پلتفرم‌هایی برای پایش سایتوکاین‌ها و فاکتورهای مکمل استفاده می‌شوند؟
آزمایش سایتوکاین‌ها و فاکتورهای مکمل، با استفاده از نمونه خون، روشی غیرتهاجمی و نسبتاً کم‌هزینه است. برای دستیابی به داده‌های باکیفیت و حساس، انتخاب ترکیب مناسبی از فناوری‌ها ضروری است. در ادامه سه پلتفرم رایج برای این هدف معرفی می‌شود:
۱. فلوسایتومتری (Flow Cytometry)
فلوسایتومتری ابزاری بسیار دقیق برای بررسی فنوتیپ سلول‌های ایمنی و عملکرد آن‌هاست. در این روش، سلول‌های زنده با آنتی‌بادی‌های نشاندار با فلورکروم، رنگ‌آمیزی شده و به دستگاه فلوسایتومتر تزریق می‌شوند. این دستگاه، سلول‌ها را به‌صورت تک‌تک از مقابل لیزر عبور داده و بر اساس نور پراکنده و فلورسانس، ویژگی‌های آن‌ها را تشخیص می‌دهد.
با این روش می‌توان:
- چندین سایتوکاین درون‌سلولی را در عرض چند ساعت شناسایی کرد،
- و همچنین سلول‌هایی که این سایتوکاین‌ها را ترشح می‌کنند، بر اساس ویژگی‌های سلولی تفکیک نمود.
۲. آزمون ایمونوسوربنت متصل به آنزیم (ELISA)
ELISA یکی از متداول‌ترین آزمون‌های ایمنی‌شناسی است که به‌دلیل سادگی و هزینه پایین، بسیار پرکاربرد است. این روش توانایی شناسایی آنتی‌بادی‌ها، آنتی‌ژن‌ها و سایر مولکول‌های زیستی در خون و مایعات بدن را دارد و برای طیف وسیعی از سایتوکاین‌ها و فاکتورهای مکمل کاربرد دارد.
از ELISA می‌توان برای تشخیص بیماری‌های مختلفی مانند:
- عفونت‌های ویروسی و باکتریایی (مثلاً بیماری لایم)،
- تا اختلالات غدد درون‌ریز (مانند بیماری‌های تیروئیدی) استفاده کرد.
سادگی اجرای این روش، آن را گزینه‌ای مناسب برای خودکارسازی و کاربرد گسترده در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی و بالینی کرده است.
۳. آزمون‌های چندگانه (Multiplexed Assays)
آزمون‌های مولتی‌پلکس، مجموعه‌ای از ایمونواسی‌ها هستند که می‌توانند چندین سایتوکاین را به‌صورت همزمان شناسایی کنند. این آزمون‌ها برای بررسی پاسخ ایمنی به داروهای آزمایشی طراحی شده‌اند.
پلتفرم‌هایی مانند Luminex و MesoScale با استفاده از تکنیک‌هایی مانند:
- اتصال مهره (bead coupling)،
- انکوباسیون نمونه،
- و شست‌وشوی مواد غیر اختصاصی، قادرند زمان اجرای هر آزمون را به‌شدت کاهش دهند.
چرا پایش سایتوکاین‌ها و فاکتورهای مکمل در توسعه دارو حیاتی است؟
سیستم مکمل به عنوان بخشی از ایمنی ذاتی، پل ارتباطی میان ایمنی ذاتی و اکتسابی است؛ با این حال، در صورت عدم کنترل، می‌تواند به سلول‌های خودی حمله کرده و موجب بیماری‌هایی مانند واسکولیت یا گلومرولوپاتی C3 شود.
در مورد سایتوکاین‌ها نیز، گرچه نقش مهمی در مقابله با سرطان، عفونت‌ها و تنظیم ایمنی دارند، اما در صورت بیان بیش از حد، می‌توانند بسیار خطرناک شوند. مثلاً بالا رفتن ناگهانی سطح آن‌ها ممکن است منجر به پدیده‌ای مرگ‌بار به نام «طوفان سایتوکاینی» شود که در بیماری‌هایی مانند COVID-19 نیز گزارش شده است.
سازمان‌های نظارتی مانند FDA، توصیه می‌کنند که ایمنی و کارایی داروهای جدید با بررسی سایتوکاین‌ها و فاکتورهای مکمل در گونه‌های حیوانی مرتبط بررسی شود. همچنین در داروها یا واکسن‌هایی که پاسخ ایمنی T-helper (از نوع Th1 یا Th2) را هدف قرار می‌دهند، این پایش اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
از پژوهش تا درمان
پیشرفت علم ایمنی‌شناسی این امکان را فراهم کرده است که از سایتوکاین‌ها و فاکتورهای مکمل به عنوان درمان استفاده شود. برای مثال، سایتوکاین‌های IFN-γ و IL-2 در درمان سرطان برای تحریک فعالیت سلول‌های ایمنی استفاده می‌شوند. آگاهی از خطرات ناشی از بیان بیش از حد این مولکول‌ها، موجب توسعه فناوری‌هایی برای پایش دقیق‌تر آن‌ها شده است—از بیماری‌های التهابی مزمن گرفته تا عوارض شدید ویروس‌هایی مانند کرونا.
با گسترش درمان‌های ایمنی‌مدار و شخصی‌سازی‌شده، نظارت بر سیستم مکمل و سایتوکاین‌ها به ضرورتی اجتناب‌ناپذیر در توسعه دارو تبدیل شده است تا از بروز پیامدهای ناخواسته جلوگیری شود.
