Protein corona
একটি প্রোটিন কোরোনা হল জৈব অণুগুলির একটি গতিশীল আবরণ, সাধারণত প্রোটিন, একটি ন্যানো কণার পৃষ্ঠের চারপাশে যা জৈবিক মাধ্যমের সংস্পর্শে আসার পরে কোলয়েডাল ন্যানোমেটারিয়ালগুলিতে স্বতঃস্ফূর্তভাবে গঠিত হয়। প্রোটিন করোনগুলি তাদের আকার, আকৃতি, গঠন, চার্জ এবং পৃষ্ঠের কার্যকরী গোষ্ঠীর উপর নির্ভর করে বিভিন্ন নিদর্শন তৈরি করতে পারে এবং তাপমাত্রা, পিএইচ, শিয়ারিং স্ট্রেস, নিমজ্জিত মিডিয়া গঠন এবং এক্সপোজার টাইমের মতো বিভিন্ন পরিবেশগত কারণের মধ্যে পরিবর্তিত বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এই আবরণগুলি বায়োকেমিক্যাল এবং ফিজিওকেমিক্যাল পৃষ্ঠ মিথস্ক্রিয়ার শর্ত অনুসারেও পরিবর্তনযোগ্য। প্রোটিন করোনার প্রকারগুলি দুটি বিভাগে বিভক্ত বলে জানা যায়ঃ "শক্ত" এবং "নরম"। "শক্ত" করোনায় উচ্চ-আকর্ষণ প্রোটিন থাকে যা ন্যানো কণা পৃষ্ঠের সাথে অপরিবর্তনীয়ভাবে আবদ্ধ থাকে, অন্যদিকে "নরম" করোনায় ন্যানো কণা পৃষ্ঠে নিম্ন-আকর্ষণ প্রোটিন থাকে যা বিপরীতভাবে আবদ্ধ থাকে। এই বিপরীতমুখী-আবদ্ধ প্রোটিনগুলি "নরম" প্রোটিন করোনায় জৈব অণুগুলিকে বিভিন্ন প্রয়োগের জন্য সময়ের সাথে বিনিময় বা বিচ্ছিন্ন করার অনুমতি দেয়। এই প্রক্রিয়াটি একটি দ্রবণের মধ্যে বিদ্যমান আন্তঃআণবিক প্রোটিন-ন্যানোপার্টিকল এবং প্রোটিন-প্রোটিন মিথস্ক্রিয়া দ্বারা পরিচালিত হয়। "নরম" প্রোটিন করোনায়, পৃষ্ঠে প্রোটিনের বিনিময় পর্যবেক্ষণ করা সাধারণ; কম সাদৃশ্য সহ বৃহত্তর প্রোটিনগুলি প্রায়শই প্রথমে ন্যানোপার্টিকালের পৃষ্ঠে একত্রিত হয় এবং সময়ের সাথে সাথে, উচ্চতর সাদৃশ্য সহ ছোট প্রোটিনগুলি তাদের প্রতিস্থাপন করে, করোনকে "শক্ত" করে, যা ভ্রোম্যান প্রভাব নামে পরিচিত। গঠনের উপর প্রভাব ফেলার কারণগুলি জানা যায় যে একাধিক ভৌত রাসায়নিক এবং জৈব রাসায়নিক কারণগুলি প্রোটিন করোনার গঠন এবং গঠনকে প্রভাবিত করে। পূর্ববর্তী অনেক গবেষণায় এই প্রক্রিয়াগুলি বোঝার এবং সেগুলি কীভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে তার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হয়েছে। প্রোটিনের গঠন এবং ঘনত্ব প্রোটিনের গঠন এবং ঘনত্ব কীভাবে প্রোটিন করোনসকে প্রভাবিত করে তা নির্ধারণ করতে, একটি গবেষণায় 1 ঘন্টার জন্য প্লাজমা মাধ্যমে সিলিকা ন্যানো পার্টিকেলগুলি ইনকিউবেট করা হয় এবং করোন গঠন পর্যবেক্ষণ করা হয়। তারা দেখতে পান যে প্রোটিনগুলি সিলিকা পৃষ্ঠে সহজেই শোষিত হয় এবং ইনকিউবেটেড মাধ্যমটিতে উপস্থিত প্লাজমার পরিমাণের উপর নির্ভর করে বিভিন্ন নিদর্শনগুলিতে নিজেদের প্রকাশ করে। পরীক্ষাটি 3 শতাংশ, 20 শতাংশ এবং 80 শতাংশ প্লাজমা দিয়ে চালানো হয়েছিল এবং এটি আবিষ্কৃত হয়েছিল যে প্লাজমার ক্ষেত্রে, যেখানে উচ্চ-আকর্ষণযুক্ত প্রোটিনের তুলনায় নিম্ন-আকর্ষণযুক্ত প্রোটিনের অনেক বেশি ঘনত্ব রয়েছে, নিম্ন-আকর্ষণযুক্ত প্রোটিনগুলির প্লাজমার মধ্যে প্রচুর পরিমাণে থাকার কারণে ন্যানো পার্টিকেলের পৃষ্ঠে উচ্চ-আকর্ষণযুক্ত প্রোটিনগুলিকে প্রতিস্থাপন করার প্রবণতা ছিল। এই ধরনের গবেষণা থেকে এটা স্পষ্ট যে, একটি নির্দিষ্ট মাধ্যমের জৈবিক অণুগুলির ওজন এবং সাদৃশ্যের উপর নির্ভর করে একটি প্রোটিন করোনকে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তন করা যেতে পারে। মিডিয়া এক্সপোজার আরেকটি প্রধান কারণ যা প্রোটিন করোনসকে প্রভাবিত করে তা হল এক্সপোজার সময়, বা প্রোটিনে আবৃত একটি ন্যানোপার্টিকাল তরল মাধ্যমের সংস্পর্শে আসার পরিমাণ। যেহেতু এটি সর্বজনবিদিত যে একটি জৈব-আণবিক মাধ্যমে একটি ন্যানো পার্টিকেলের প্রবর্তনের সঙ্গে সঙ্গে তার পৃষ্ঠে একটি প্রোটিন কোরোনা তৈরি হয়, তাই একটি গবেষণায় মানব প্লাজমার মতো জৈবিক তরলের ক্ষেত্রে ন্যানো পার্টিকেলের সংস্পর্শে আসা পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে যে এই মাধ্যমগুলির সংস্পর্শে আসার সময়কাল কীভাবে করোনা গঠনের উপর প্রভাব ফেলতে পারে। মাত্র 30 সেকেন্ডের মিথস্ক্রিয়ার পরে, প্রায় 300 প্রোটিন ন্যানোপার্টিকাল পৃষ্ঠে শোষিত হতে সনাক্ত করা হয়েছিল এবং সেই অণুগুলির বেশিরভাগেরই কম আকর্ষণ (ফার্মাকোলজি) এবং একটি বড় আণবিক ওজন ছিল। 1 মিনিট বা তার বেশি সময় এক্সপোজার হওয়ার পরে, বিভিন্ন প্রোটিন করোন প্যাটার্ন পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল এবং সনাক্ত করা প্রোটিনগুলির মধ্যে বেশিরভাগেরই উচ্চ আকর্ষণ এবং ছোট আণবিক ওজন ছিল, যা ভ্রোম্যান প্রভাবের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। সুতরাং, জৈব তরলে ন্যানো কণার এক্সপোজার সময়ের দৈর্ঘ্য প্রোটিন করোনার গঠন এবং নিদর্শনগুলিকে ব্যাপকভাবে পরিবর্তন করতে পারে। এক্সপোজার সময় ছাড়াও শিয়ারিং ফোর্সের ফ্যাক্টর। অতীতে, গবেষকরা খুব স্থির অবস্থায় প্রোটিন-ন্যানোপার্টিকাল মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন করেছিলেন যাতে ভেরিয়েবলগুলি সহজেই নিয়ন্ত্রণ করা যায়। যাইহোক, এই শর্তগুলি মানব দেহের অবস্থার খুব প্রতিনিধিত্ব করে না যেখানে ন্যানো পার্টিকেলগুলি সাধারণত শিয়ারিং স্ট্রেস এবং হাইড্রোডায়নামিক তরল অবস্থার সংস্পর্শে আসবে। সুতরাং, মানবদেহে প্রোটিন করোনগুলি কীভাবে স্থায়ী হবে তা বোঝার জন্য তরল অবস্থার জন্য দায়ী পরীক্ষাগুলি প্রয়োজনীয় ছিল। একটি গবেষণায় দেখা গেছে যে তরল প্রবাহ প্রোটিন করোনার জীববৈচিত্র্য বৃদ্ধি করে এবং পরিবেশে উপস্থিত শিয়ারিং শক্তির কারণে এর আকৃতি পরিবর্তন করে। যেহেতু এই দুটি কারণই প্রোটিন কোরোনা ন্যানো পার্টিকেলের কার্যকারিতার উপর প্রভাব ফেলে, তাই এই পর্যবেক্ষণগুলি তরল অবস্থার উপস্থিতিতে প্রোটিন করোন অধ্যয়নের গুরুত্ব প্রমাণ করে। তাপমাত্রার তাপমাত্রা প্রোটিন-ন্যানোপার্টিকাল মিথস্ক্রিয়াকেও ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করতে পারে। কিউ ন্যানো কণাগুলির উপর করা একটি গবেষণায় দেখা গেছে যে ন্যানো কণাগুলির পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা 15 ডিগ্রি সেলসিয়াস, 27 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং 37 ডিগ্রি সেলসিয়াস থেকে 42 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে ন্যানো কণার পৃষ্ঠে শোষিত প্রোটিনের পরিমাণও বৃদ্ধি পেয়েছে। এই আবিষ্কারটি অসুস্থতার চিকিত্সার জন্য প্রোটিন করোনগুলি ব্যবহার করার প্রচেষ্টায় বিশেষভাবে আকর্ষণীয় ছিল, কারণ মানবদেহে এই কণাগুলি প্রবর্তনের সময়, তাদের উচ্চ তাপমাত্রায় বিদ্যমান থাকতে হবে এবং কাজ করতে হবে। জ্বরে আক্রান্ত ব্যক্তিদের মধ্যে, তাদের শরীরের পরিবর্তিত তাপমাত্রা সম্ভাব্যভাবে ন্যানো পার্টিকেলের জৈব বিতরণ এবং জৈব-প্রাপ্যতা পরিবর্তন করতে পারে। সুতরাং, গবেষকদের জন্য প্রোটিন করোনার উপর তাপমাত্রার প্রভাবের হিসাব করা গুরুত্বপূর্ণ। পিএইচ প্রভাব পরিবেশগত পিএইচ প্রোটিন কোরোনা গঠনকেও প্রভাবিত করতে পারে। এটি জানা যায় যে প্রোটিনের বৈশিষ্ট্য এবং কার্যকারিতা অধ্যয়ন করার সময় পিএইচ একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় বিবেচনা করা উচিত। পিএইচ প্রোটিন-ন্যানোপার্টিকাল মিথস্ক্রিয়ায় প্রোটিন বাঁধাই সম্পর্ককে পরিবর্তন করতে পারে, এইভাবে ন্যানোপার্টিকালের পৃষ্ঠে অধিশোষিত প্রোটিন প্যাটার্নকে পরিবর্তন করে। যদি ওষুধ সরবরাহ পদ্ধতির জন্য ব্যবহার করা হয়, ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে রক্ত (নিরপেক্ষ পিএইচ), এক্সপোজার মিডিয়া (পিএইচ 6.9-7.4), ইন্ট্রাসেলুলার ফ্লুইড (পিএইচ 6.8), এবং লাইসোসোম (পিএইচ 4.5-5) এর মতো সেলুলার গ্রহণ পথে একাধিক ভিন্ন পিএইচ পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যেতে হবে এবং তার কোরোনাকে অক্ষত এবং কার্যকরী রাখতে সক্ষম হতে হবে। ক্যান্সার টিউমারগুলি বিশেষত অ্যাসিডিক মাইক্রোএনভায়রনমেন্টকে প্ররোচিত করার পাশাপাশি নির্দিষ্ট ধরনের প্রোটিন ধারণ করে যা ন্যানো পার্টিকেলের চারপাশে প্রোটিন করোনকে পরিবর্তন করতে সক্ষম যা ড্রাগ অণুগুলির প্রতি শরীরের থেরাপিউটিক প্রতিক্রিয়াকে ব্যাপকভাবে পরিবর্তন করতে পারে। ন্যানোপার্টিকাল গঠন সর্বশেষে, ন্যানোপার্টিকালের গঠন নিজেই তার পৃষ্ঠে প্রোটিন কোরোনা গঠনকে প্রভাবিত করতে পারে। ন্যানো কণা উপাদানের হাইড্রোফিলিক বা হাইড্রোফোবিক প্রকৃতির পার্থক্যগুলি করোনায় প্রোটিনের পরিমাণ নির্ধারণ করতে পারে। সাধারণত, প্রোটিনগুলি হাইড্রোফিলিক পদার্থের তুলনায় হাইড্রোফোবিক পদার্থগুলিতে আরও সহজে শোষণ করে। ফলস্বরূপ, হাইড্রোফোবিক ন্যানো পার্টিকেলগুলি মানবদেহে কণার সমষ্টি এবং উচ্চতর অপসোনাইজেশনকে প্ররোচিত করার সম্ভাবনা বেশি, যা রক্তে সিস্টেমিক সঞ্চালনের সময়কে হ্রাস করতে পারে। উপরন্তু, গঠন এবং দ্রবণীয়তায় সহায়তা করার জন্য, ন্যানো কণাগুলির প্রায়শই তাদের পৃষ্ঠে লিগ্যান্ড এবং কার্যকরী গোষ্ঠী থাকে যা "আঙুলের ছাপ" এর মতো কাজ করে। প্রোটিনের আঙুলের ছাপ লিগ্যান্ড এবং অন্যান্য পদ্ধতি ব্যবহার করে প্রোটিনকে আলাদা বা সনাক্ত করার ক্ষমতাকে বোঝায়। এই আঙুলের ছাপগুলি ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে তাদের পৃষ্ঠে নির্দিষ্ট প্রোটিনগুলিকে শোষণ করার জন্য গঠনগতভাবে তৈরি করার অনুমতি দেয়। ন্যানো কণার পৃষ্ঠের রুক্ষতা প্রোটিন কোরোনা গঠনেও ভূমিকা রাখতে পারে, যেহেতু একটি গবেষণায় দেখা গেছে যে একটি রুক্ষ ন্যানো কণার পৃষ্ঠ ন্যানো কণা এবং বাঁধাই প্রোটিনের অংশগুলির মধ্যে বিকর্ষণমূলক মিথস্ক্রিয়া হ্রাস করতে পারে, যা শোষিত প্রোটিনের পরিমাণ বাড়ায়। অ্যাপ্লিকেশন ড্রাগ ডেলিভারি প্রোটিন কোরোনা বিভিন্ন কাজের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে, যার মধ্যে প্রধান হল ড্রাগ ডেলিভারি। ন্যানো পার্টিকেলগুলি জৈবিক তরলের সংস্পর্শে এলে যে কোরোনা তৈরি হয় তা মানবদেহের মধ্যে প্রয়োজনীয় স্থানে গুরুত্বপূর্ণ ওষুধের অণু বা প্রোটিন সরবরাহ করার সম্ভাবনার জন্য দীর্ঘকাল ধরে তদন্ত করা হয়েছে। ন্যানো স্কেলিবিলিটির কারণে ন্যানো পার্টিকেলগুলির উচ্চ ড্রাগ-লোডিং দক্ষতার পাশাপাশি সহজেই জৈবিক বাধা অতিক্রম করার ক্ষমতা রয়েছে বলে জানা যায়। তাদের গঠন সামঞ্জস্যতা তাদের বিষাক্ততা নিয়ন্ত্রণ করার অনুমতি দেয় এবং নির্দিষ্ট ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করতে পারে এমন কার্যকরী গোষ্ঠীর বিভিন্ন সেট ধারণ করার জন্য তাদের সংশোধন করা যেতে পারে। ন্যানো কণাগুলির এই গুণাবলী এগুলিকে ওষুধ সরবরাহের ক্ষমতার জন্য আদর্শ করে তোলে। প্রোটিন কোরোনা ওষুধ সরবরাহের ক্ষেত্রে অধ্যয়নের একটি প্রধান ক্ষেত্র হল শরীরে ন্যানোপার্টিকালের সঞ্চালনের সময় অধ্যয়ন করা। কোনও ওষুধের কার্যকারিতা অনুকূল করার জন্য, এটি কোথায় সরবরাহ করা হয় এবং কতক্ষণ সেখানে থাকে তা নির্দিষ্ট করা অত্যন্ত কার্যকর হতে পারে। প্রায়শই, রক্তের মধ্যে ম্যাক্রোফেজগুলি ন্যানো পার্টিকেলগুলির উপস্থিতি সনাক্ত করে এবং অবিলম্বে সেগুলি শরীর থেকে নির্মূল করার জন্য কাজ করে। ওষুধ সরবরাহের দৃষ্টিকোণ থেকে এটি সর্বদা একটি ভাল জিনিস নয় এবং এইভাবে সঞ্চালনের সময় দীর্ঘায়িত করার জন্য গবেষণা করা হয়েছিল। দেখা গেছে যে যখন ফাইব্রিনোজেনের মতো অপসোনিনগুলি প্রোটিন করোনায় অসংখ্য থাকে, তখন প্রোটিনগুলি ম্যাক্রোফেজ স্বীকৃতি এবং ন্যানো পার্টিকেলগুলির পরবর্তী খরচকে প্ররোচিত করে। বিপরীতভাবে, যখন অ্যালবুমিনের মতো ডিসপসোনিন দিয়ে কোরোনা স্যাচুরেটেড হয়, তখন ম্যাক্রোফেজগুলি কণাগুলির স্বীকৃতি হ্রাস করে এবং এইভাবে, কণাগুলির সঞ্চালনের সময় ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পায়। এই কৌশলটিকে আলগাভাবে "স্টিলথ এফেক্ট" হিসাবে উল্লেখ করা হয়। প্রোটিন করোনার উপাদানগুলি সেলাই করে, একটি ন্যানোপার্টিকল আপনার শরীরে কতক্ষণ থাকে তা নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। আগে যেমন উল্লেখ করা হয়েছে, ন্যানো পার্টিকেলগুলি তাদের পৃষ্ঠে নির্দিষ্ট কার্যকরী গোষ্ঠীগুলির সাথে বৃদ্ধি করা যেতে পারে যা কেমোসিলেক্টিভিটিকে প্ররোচিত করে। ট্রান্সফারিন, ইনসুলিন এবং ফলিক অ্যাসিডের মতো কার্যকরী জৈব অণুগুলি সাধারণত ক্যান্সার-লক্ষ্যবস্তু ওষুধ সরবরাহ ব্যবস্থায় ব্যবহৃত হয়। অ্যানহাইড্রাইড, অ্যামাইন, কার্বক্সিল এবং থায়োলের মতো অন্যান্য ছোট অণুগুলি ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে এন্ডোথেলিয়াল কোষ, প্যানক্রিয়াটিক কোষ এবং সক্রিয় মানব ম্যাক্রোফেজের সাথে উচ্চ কোষীয় সংযোগের দিকে পরিচালিত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। কিছু অ্যাপোলিপোপ্রোটিন, যেমন অ্যাপো ই, অ্যাপো এ1 এবং অ্যাপো বি-100, স্নায়ুতন্ত্রকে লক্ষ্য করার জন্য সম্ভাব্যভাবে ন্যানো পার্টিকেলগুলিকে কার্যকরী করতে পারে। ন্যানোপার্টিকাল ড্রাগ ডেলিভারির ক্ষেত্রে আরেকটি চাপের সমস্যা হল লক্ষ্যস্থলে বা বিভিন্ন অঙ্গে ন্যানোপার্টিকাল জমা হওয়ার প্রবণতা, যা বিষাক্ত হয়ে উঠতে পারে। এটি জানা যায় যে ন্যানো কণাগুলির আকার শরীরের মধ্যে তাদের বিতরণ নির্ধারণ করে, যার অর্থ বিভিন্ন আকারের ন্যানো কণাগুলি নির্দিষ্ট অঙ্গগুলিতে জমা হওয়ার প্রবণতা দেখায়। অতএব, ওষুধ সরবরাহের সময় লক্ষ্যস্থলে ন্যানো কণা বিতরণ এবং সঞ্চয়ের বিষয়টি বিবেচনা করার সময় আকার একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ নিয়ন্ত্রণ উপাদান। তথ্যসূত্র পৃষ্ঠের রসায়ন অনুসারে ন্যানো পার্টিকেল