Cytokine delivery systems
સાયટોકીન્સ પોલિપેપ્ટાઇડ્સ અથવા ગ્લાયકોપ્રોટીન છે જે રોગપ્રતિકારક કોષોને વિવિધ કોષ પ્રકારોમાં પ્રસાર, સક્રિયકરણ, તફાવત અને બળતરા અથવા બળતરા વિરોધી સંકેતોને પ્રેરિત કરવા માટે એકબીજા સાથે વાતચીત કરવામાં મદદ કરે છે. એન્ટિટ્યુમર થેરાપી માટે સાયટોકીન્સનો ઉપયોગ કરતા અભ્યાસોમાં 2000 થી નોંધપાત્ર વધારો થયો છે, અને વિવિધ સાયટોકીન્સ અનન્ય એન્ટિટ્યુમર પ્રવૃત્તિઓ પ્રદાન કરે છે. સાયટોકીન્સ ગાંઠના કોષના વિકાસને મોટે ભાગે એન્ટીપ્રોલિફરેટિવ અથવા પ્રોપોપ્ટોટિક માર્ગો દ્વારા અવરોધે છે પરંતુ ગાંઠના કોષો સામે સાયટોટોક્સિક અસરો મેળવવા માટે રોગપ્રતિકારક કોષોને બહાર કાઢીને પરોક્ષ રીતે વિકાસને પણ વિક્ષેપિત કરી શકે છે. એફડીએ-મંજૂર સાયટોકીન ઉપચાર પદ્ધતિઓ હોવા છતાં, સાયટોકીન વિતરણ સાથે સંકળાયેલા બે મુખ્ય પડકારો છે. પ્રથમ એ છે કે સાયટોકીન્સ ટૂંકા અર્ધ-જીવન ધરાવે છે, તેથી ઉપચારાત્મક અસર માટે ઉચ્ચ માત્રાના વારંવાર વહીવટ જરૂરી છે. બીજું એ છે કે જો વિતરિત સાયટોકીન્સ તીવ્ર રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવનું કારણ બને છે, જેને સાયટોકીન સ્ટોર્મ તરીકે ઓળખવામાં આવે તો પ્રણાલીગત ઝેરી અસર થઈ શકે છે. પેગીલેટેડ સાયટોકીન્સ પેગીલેશન એ પ્રોટીન સાથે પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ (પીઇજી) ને સહસંયોજક રીતે જોડવાની પ્રક્રિયા છે. પેગીલેશન બાઉન્ડ પ્રોટીનના અર્ધ-જીવનને લંબાવે છે, જે સતત વિતરણ તરફ દોરી જાય છે. આ ફાયદાકારક છે કારણ કે દર્દીમાં સમાન ઉપચારાત્મક અસર મેળવવા માટે ઓછી, ઓછી વારંવારની માત્રાની જરૂર પડશે, જે ડિલિવરી સિસ્ટમની સાયટોટોક્સિસિટીને મર્યાદિત કરશે. પેગફિલગ્રેસ્ટિમ આ વિતરણ પ્રણાલીનું સફળ ઉદાહરણ છે. પેગફિલગ્રેસ્ટિમ એ ગ્રેન્યુલોસાઇટ-કોલોની ઉત્તેજક પરિબળ (જી-સીએસએફ) ફિલગ્રેસ્ટિમનું પેગીલેટેડ સ્વરૂપ છે. પેગફિલગ્રેસ્ટિમ એવા દર્દીઓમાં ન્યુટ્રોફિલના ઉત્પાદન અને પ્રકાશનને ઉત્તેજિત કરે છે જેઓ માયલોસપ્રેસિવ એન્ટીકેન્સર દવાઓ અથવા કિરણોત્સર્ગ પ્રાપ્ત કર્યા પછી અસ્થિમજ્જાના ઝેરીપણાનો અનુભવ કરે છે. ફિલ્ગ્રેસ્ટિમનું અર્ધ-જીવન 3-4 કલાકનું હોય છે, જ્યારે પેગફિલ્ગ્રેસ્ટિમનું અર્ધ-જીવન 45 કલાકનું હોય છે. આ દર્દીઓ માટે વધુ અનુકૂળ છે, કારણ કે તેમને લાંબા સમય સુધી બહાર કાઢવામાં આવેલા ફિલ્ગ્રેસ્ટિમના બહુવિધ ડોઝને બદલે પેગફિલ્ગ્રેસ્ટિમના માત્ર એક ડોઝની જરૂર પડશે. સિલિયરી ન્યુરોટ્રોફિક ફેક્ટર (સી. એન. ટી. એફ.) એક સાયટોકિન છે જેનો ઉપયોગ ડાયાબિટીસના લક્ષણો જેમ કે ભૂખમાં ઘટાડો અને વજનમાં ઘટાડો સામે લડવા માટે થાય છે. સી. એન. ટી. એફ. ના પેગીલેટેડ સંસ્કરણે ઈન વિટ્રોમાં જૈવિક પ્રવૃત્તિ જાળવી રાખી હતી અને ફાર્માકોકાઇનેટિક્સમાં વધારો કર્યો હતો. પેગીલેટેડ સી. એન. ટી. એફ. એ આહાર-પ્રેરિત મેદસ્વી પ્રાણીઓમાં ગ્લાયસીમિયામાં પણ ઘટાડો કર્યો હતો, જેનો ડોઝ બિનપરિવર્તિત સી. એન. ટી. એફ. કરતા 10 ગણો વધારે હતો. આ અભ્યાસો દર્શાવે છે કે પેગીલેટેડ સાયટોકીન્સનો ઉપયોગ સાયટોકીન્સના સતત વિતરણ માટે થઈ શકે છે, જેનાથી આ સારવારની ઉપચારાત્મક ક્ષમતામાં વધારો થાય છે. પેગીલેશનને કારણે થતી એક મોટી સમસ્યા એ છે કે સાયટોકીન PEG બંધન પર તેની પરમાણુ રચના, પ્રવૃત્તિ અને જૈવઉપલબ્ધતામાં ફેરફાર કરી શકે છે. સાયટોકીન્સ તેમના નાના કદને કારણે ફાયદાકારક છે, જે તેમને અંતઃકોશિક લક્ષ્યો સુધી પહોંચવાની મંજૂરી આપે છે. સાયટોકીન્સ સાથે પીઇજી બંધનકર્તા તેમના ચોક્કસ લક્ષ્યો સુધી પહોંચવા માટે ખૂબ જ વિશાળ બની શકે છે, જેને પેગીલેટેડ સાયટોકીન્સની રચના કરતી વખતે ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. જી. એ. જી. આધારિત બાયોમટેરિયલ્સ ગ્લાયકોસામિનોગ્લાયકેન્સ (જી. એ. જી.) એ ડાયસેકરાઇડ્સના અલગ ક્રમ સાથે કુદરતી રીતે મેળવેલા પોલિસેકરાઇડ્સ છે. જીએજી સાયટોકીન્સ સાથે જોડાય છે અને બાહ્યકોષીય મેટ્રિક્સમાં સાયટોકીન્સ પહોંચાડીને કોષની ભરતી, બળતરા અને પેશીઓના રિમોડેલિંગનું નિયમન કરે છે. બંધનકર્તા અભ્યાસો સૂચવે છે કે જીએજીમાં સાયટોકીન્સ માટે કુદરતી આકર્ષણ હોય છે, અને જીએજી સાથે બંધનકર્તા સાયટોકીનને સાયટોકીન્સ પર હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરેલા ડોમેન્સ અને જીએજી પર નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ સલ્ફેટ અને કાર્બોક્સિલિક એસિડ અવશેષો વચ્ચે બિન-વિશિષ્ટ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા મધ્યસ્થી કરવામાં આવે છે. સાઇટોકિન વિતરણ માટે જીએજી હેપરિનનું વ્યાપક સંશોધન કરવામાં આવ્યું છે. હેપરિન આધારિત હાઇડ્રોજેલ 2 અઠવાડિયાથી વધુ સમય સુધી આઈએલ-4ની સતત ડિલિવરી પૂરી પાડે છે, જે એકલા આઈએલ-4 કરતાં વધુ બળતરા વિરોધી પ્રતિક્રિયા તરફ દોરી જાય છે. અન્ય એક અભ્યાસમાં વેસ્ક્યુલર એન્ડોથેલિયલ ગ્રોથ ફેક્ટર (વીઇજીએફ) અને ફાઇબ્રોબ્લાસ્ટ ગ્રોથ ફેક્ટર (એફજીએફ-2) પહોંચાડવા માટે સ્ટારપીઇજી-હેપરિન હાઇડ્રોજેલ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. હેપરિનની મોટી સાંદ્રતાએ સાયટોકીન્સને એકબીજાથી સ્વતંત્ર રાખવાની મંજૂરી આપી હતી. હાઇડ્રોજેલ્સમાંથી સાયટોકીન્સની કોડલીવરી ઈન વિટ્રો અને ઈન વિવો બંનેમાં પ્રો-એન્જીયોજેનિક અસરો તરફ દોરી ગઈ, જેની અસર એકલ વૃદ્ધિ પરિબળોના વહીવટ કરતાં ઘણી વધારે છે ઇમ્યુનોસાયટોકીન્સ એન્ટિબોડી જોડાણ એ સાયટોકીન વિતરણ માટેની અન્ય આશાસ્પદ પદ્ધતિ છે. સાઇટોકિન્સમાં એન્ટિબોડી જોડાણનો ઉપયોગ સાઇટ-વિશિષ્ટ વિતરણને સુધારવા અને સાઇટોકિન્સના અર્ધ-જીવનને લંબાવવા માટે થઈ શકે છે. ઇમ્યુનોસાયટોકીન્સ પદ્ધતિસર વિતરિત કરવામાં આવે છે પરંતુ ખાસ કરીને વધુ પડતા અભિવ્યક્ત અથવા અનન્ય ગાંઠ એન્ટિજેન્સ, માત્ર ગાંઠોમાં જોવા મળતા ગુપ્ત બાહ્યકોષીય મેટ્રિક્સ એપિટોપ્સ અથવા ગાંઠ એન્જીયોજેનેસિસ સૂચવતા નિયોવાસ્કુલેચર માર્કર્સ દ્વારા ગાંઠને લક્ષ્ય બનાવી શકે છે. સેર્ગુટુઝુમાબ અમુનાલેયુકિન (સીઇએ-આઇએલ2વી) એ એન્ટિબોડી-સાયટોકીન કોન્જુગેટ છે જે સાયટોકીન આઇએલ-2 ને કાર્સિનોએમ્બ્રાયોનિક એન્ટિજેન (સીઇએ) ને લક્ષ્યાંકિત કરતી એન્ટિબોડી સાથે જોડે છે. આ સંયુગ્મ આઈ. એલ.-2ના સ્થાનિક વિતરણને વધારવા અને લક્ષ્યની બહારની ઝેરી અસરને ઘટાડવા માટે ગાંઠના સૂક્ષ્મ પર્યાવરણને પ્રાધાન્યપૂર્વક લક્ષ્ય બનાવે છે. સીઇએ-આઇએલ2વી એ સીઇએ વ્યક્ત કરતી નક્કર દુર્ભાવનાઓની સારવારમાં પ્રથમ તબક્કાની ક્લિનિકલ ટ્રાયલ ચાલી રહી છે. અન્ય ઇમ્યુનોસાઇટોકિન હ્યુબીસી1-આઈએલ12 છે, જે ફાઇબ્રોનેક્ટિનના ઈડી-બી ડોમેનને લક્ષ્ય બનાવવા માટે વિકસાવવામાં આવી હતી. આ ક્ષેત્ર ગાંઠની પેશીઓમાં વધુ પડતું વ્યક્ત થાય છે પરંતુ લગભગ તમામ સામાન્ય પુખ્ત પેશીઓમાં શોધી શકાતું નથી. હ્યુબિસી1-આઈએલ12ના પદ્ધતિસરના વહીવટથી પ્રાયોગિક પીસી3 મેટાસ્ટેસિસ દૂર થયા અને એકલા આઈએલ-12 કરતાં વધુ અસરકારક રીતે રોગપ્રતિકારક શક્તિ નબળા ઉંદરમાં બહુવિધ માનવ ગાંઠ રેખાઓની વૃદ્ધિને દબાવી દેવામાં આવી. પ્રથમ તબક્કાની અજમાયશમાં રેનલ કાર્સિનોમા અને જીવલેણ મેલાનોમાના દર્દીઓમાં હ્યુબીસી1-આઈએલ12ના સાપ્તાહિક રેડવાની સલામતીનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. મહત્તમ સહન કરાયેલ માત્રા 15 યુજી/કિગ્રા હોવાનું જણાયું હતું, જે એકલા આઈએલ-12ની મહત્તમ સહન કરાયેલ માત્રા કરતાં 30 ગણી વધારે છે, વ્યવસ્થિત રીતે સંચાલિત ઇમ્યુનોસાઇટોકિન્સ સાયટોકિન-સંબંધિત સાયટોટોક્સિસિટીમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કરે તેવી શક્યતા છે, પરંતુ તેને દૂર કરતી નથી. ઇમ્યુનોસાઇટોકિન્સ હજુ પણ ગાંઠની બહાર સંકેત આપવા માટે રોગપ્રતિકારક કોષો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, અને બિન-લક્ષ્ય પેશીઓમાં બિન-વિશિષ્ટ બંધન સાથે સમસ્યાઓ છે જે શરીરમાં નિયમિત રોગપ્રતિકારક કાર્યોને વિક્ષેપિત કરી શકે છે. ઇમ્યુનોસાયટોકીન્સ શરીર માટે વિદેશી હોવાથી, તેઓ રોગપ્રતિકારક પ્રતિક્રિયાનું કારણ પણ બની શકે છે જે એન્ટિ-ઇમ્યુનોસાયટોકીન એન્ટિબોડીઝ ઉત્પન્ન કરે છે જે ઔષધીય રદબાતલ, ઉપચારાત્મક ફેરફાર અથવા અતિસંવેદનશીલતા પ્રતિક્રિયાઓ તરફ દોરી જાય છે. બિન-વાયરલ નેનોપાર્ટિકલ્સ નેનોપાર્ટિકલ વિતરણ પ્રણાલીઓ બાયોએક્ટિવિટીને અસર કર્યા વિના સંયોજનોને સમાવવાની તેમની ક્ષમતાને કારણે લોકપ્રિય છે, અને તેઓ પેશીઓને લક્ષ્ય બનાવવા માટે સમાવિષ્ટ સંયોજનોના નિયંત્રિત અને સતત પ્રકાશનનું પ્રદર્શન કરે છે. નેનોપાર્ટિકલ્સ કાર્બનિક અથવા અકાર્બનિક એજન્ટોમાંથી બની શકે છે અને વિવોમાં સાયટોકીન્સને સ્થિર કરવાની, લક્ષ્ય સ્થળ પર પ્રવૃત્તિ વધારવાની, જલીય દ્રાવ્યતામાં સુધારો કરવાની અને પ્રણાલીગત ઝેરી અસર ઘટાડવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. દ્રાવક, પીએચ, તાપમાન, ચાર્જ અને કદ એ ઘણા પરિમાણો છે જે આવરણ કાર્યક્ષમતા, નેનોપાર્ટિકલ ઝેરી અને સાયટોકીન સ્થિરતાને પ્રભાવિત કરે છે. સાયટોકીન્સને તેમના વિતરણ માટે કેપ્સ્યુલેટેડ, શોષી શકાય છે અથવા નેનોપાર્ટિકલ સિસ્ટમ્સમાં સંયોજિત કરી શકાય છે, અને ત્યાં બહુવિધ નેનોપાર્ટિકલ સિસ્ટમ્સ છે જેનો ઉપયોગ સાયટોકીન વિતરણ માટે કરી શકાય છે પોલિમરિક નેનોપાર્ટિકલ્સ બાયોકોમ્પેટિબલ છે, ઓછી ઝેરી હોય છે, અને બાયોડિગ્રેડેબલ હોય છે. તેનો ઉપયોગ અન્ય નેનોપાર્ટિકલ પ્રણાલીઓની સરખામણીમાં પરિભ્રમણનો સમય, સ્થિરતા અને આવરણ ક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે થઈ શકે છે. પોલિલેક્ટિક-કો-ગ્લાયકોલિક એસિડ (પી. એલ. જી. એ.) એ તેલ-ઇન-વોટર પદ્ધતિ, ઉચ્ચ સ્થિરતા, હાઇડ્રોફોબિક અને હાઇડ્રોફિલિક અણુઓ બંનેના સરળ આવરણ અથવા શોષણ અને સરળ સપાટીના ફેરફારનો ઉપયોગ કરીને તેના સરળ સંશ્લેષણને કારણે નેનોપાર્ટિકલ વિતરણ પ્રણાલીઓ માટે સૌથી લોકપ્રિય પોલિમર છે. અદ્યતન એથરોસ્ક્લેરોસિસ જખમમાં તકતીની રચનાને રોકવા માટે આઈએલ-10ને આવરી લેતા પીએલજીએ-પીઇજી નેનોપાર્ટિકલ્સ બનાવવામાં આવ્યા હતા. પી. એલ. જી. એ. ને તેના અંતિમ ભાગો પર આઈ. એલ.-10 સાથે વધુ સારી ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટે ચાર્જ કરવામાં આવ્યો હતો જ્યારે પી. ઈ. જી. નો ઉપયોગ નેનોપાર્ટિકલને કાર્યરત કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. આ પી. એલ. જી. એ.-પી. ઈ. જી.-આઈ. એલ.-10 નેનોપાર્ટિકલ્સે આઈ. એલ.-10ની વધુ સ્થિરતા અને લાંબા સમય સુધી પ્રણાલીગત પરિભ્રમણને મંજૂરી આપી હતી અને તેમાં ઈન વિટ્રો અથવા ઈન વિવો સાયટોટોક્સિસિટી જોવા મળી ન હતી. લિપોસોમ્સ એ અન્ય પ્રકારની નેનોપાર્ટિકલ ડિલિવરી સિસ્ટમ છે જેનો વ્યાપક અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. લિપોસોમ્સ સરળતાથી લિપિડ બાયલેયર્સ અને સેલ મેમ્બ્રેનને પાર કરી શકે છે પરંતુ જ્યાં સુધી PEG અથવા અન્ય પોલિમર સાથે સ્થિર ન થાય ત્યાં સુધી સામાન્ય રીતે વિવોમાં ઝડપથી દૂર થઈ જાય છે. લાઇપોસોમ્સની રચના પણ સમસ્યાઓ રજૂ કરી શકે છે, કારણ કે ઝેરી દ્રાવકો, ઉચ્ચ તાપમાન અને નીચા પીએચ નેનોપાર્ટિકલ્સની બાયોસેફ્ટીમાં ઘટાડો કરી શકે છે અથવા વિતરિત કરવામાં આવતા સાયટોકીનને વિકૃત કરી શકે છે. સાયટોકીન્સને લિપોસોમલ સપાટીઓ સાથે જોડવું એ એક ઉપયોગી અભિગમ છે કારણ કે તે સાયટોકીન્સને તેમના સંબંધિત લક્ષ્ય કોષ રીસેપ્ટર્સ સાથે જોડવાની મંજૂરી આપે છે અને ઇચ્છિત અસરને પ્રબળ બનાવવા માટે બહુવિધ દવાઓ પહોંચાડવાની મંજૂરી આપે છે. લિપિડ્સની સપાટી પર સાયટોકીન્સને જોડવાનું સામાન્ય રીતે સ્તર-દર-સ્તર તકનીકનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે જેમાં પાતળા આવરણ બનાવવા માટે પોલિમર સામગ્રીને સ્તરબદ્ધ કરવાનો સમાવેશ થાય છે જે વાહકના ભૌતિક ગુણધર્મોને નિયંત્રિત કરી શકે છે. આ નેનોપાર્ટિકલ ડિઝાઇનના ફાયદાઓમાં ક્રમિક કાર્ગો રિલીઝ માટે બહુવિધ દવા ખંડ, લક્ષ્યીકરણ અને જૈવ વિતરણને અસર કરવા માટે પોલિમર સ્તરો સાથે સપાટીના રસાયણશાસ્ત્રને અનુરૂપ બનાવવાની ક્ષમતા અને સુધારેલ ફાર્માકોકાઇનેટિક્સનો સમાવેશ થાય છે. તર્કસંગત રીતે ઈજનેર્ડ સ્તર-દર-સ્તર નેનોપાર્ટિકલ્સે સક્રિય આઈ. એલ.-12નું ઊંચું લોડિંગ અને પ્રકાશન, ગાંઠના કોષોની સપાટી પર નેનોપાર્ટિકલ્સના સ્થાનિકીકરણને આઈ. એલ.-12ને પટલ રીસેપ્ટર્સ માટે ઉપલબ્ધ થવાની મંજૂરી આપી અને પ્રણાલીગત સંપર્કમાં ઘટાડો દર્શાવ્યો. આ સ્તર-દર-સ્તરના લિપિડ નેનોપાર્ટિકલ્સે આઇએલ-12ની ઝેરી અસરમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો કર્યો હતો અને કોલોરેક્ટલ અને અંડાશયના ગાંઠો સામે એન્ટિટ્યુમર પ્રવૃત્તિ દર્શાવી હતી જે મફત આઇએલ-12 વિતરણ સાથે સહન કરવામાં આવતી ન હતી. સોનાના નેનોપાર્ટિકલ્સ વધુને વધુ લોકપ્રિય બની રહ્યા છે કારણ કે તેઓ ઉચ્ચ સપાટી-થી-વોલ્યુમ ગુણોત્તર દર્શાવે છે, તેઓ સરળતાથી લક્ષિત કોષો સુધી મુસાફરી કરી શકે છે, અને તેઓ ઉચ્ચ દવાના ભારને ટેકો આપે છે. તેઓ સરળતાથી કાર્યરત અને સંશ્લેષિત પણ થઈ શકે છે. ગોલ્ડ-બાઉન્ડ ટ્યુમર નેક્રોસિસ ફેક્ટર (ટી. એન. એફ.) ઘન ગાંઠોની સારવાર માટે પ્રથમ તબક્કાની અજમાયશમાં છે. અજમાયશમાં જાણવા મળ્યું કે ગોલ્ડ-બાઉન્ડ ટી. એન. એફ. ની સહન કરી શકાય તેવી માત્રા છે જે બિનપરિવર્તિત ટી. એન. એફ. માટે સહન કરી શકાય તેવી માત્રા કરતાં ત્રણ ગણી વધારે છે. ગાંઠની પેશીઓમાં દવાની સાંદ્રતા પણ વધારે હતી, જે ગાંઠના સૂક્ષ્મ પર્યાવરણમાં સ્થાનિક વિતરણમાં વધારો સૂચવે છે. સોનાના નેનોપાર્ટિકલ્સ રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવ મેળવી શકે છે જે તેમની અસરકારકતામાં અવરોધ ઊભો કરે છે, તેથી સાયટોકીન ઉત્પાદન અને પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓના ઉત્પાદન જેવા સેલ્યુલર પ્રતિસાદનું મૂલ્યાંકન કરવું મહત્વપૂર્ણ છે સિલિકા નેનોપાર્ટિકલ્સ પણ તેમની ઉચ્ચ કોલોઇડલ સ્થિરતા, વ્યાપક સપાટી કાર્યાત્મકતા અને માળખા અને છિદ્રોના કદ બંનેને નિયંત્રિત કરવાની સંભાવનાને કારણે સાયટોકીન વિતરણ માટે મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું છે. જો કે, સિલિકા નેનોપાર્ટિકલ્સ મોટા બાયોમોલેક્યુલ્સ માટે ઓછી આંતરિકકરણ કાર્યક્ષમતાને કારણે સાયટોકીન વિતરણ માટે મર્યાદાઓ રજૂ કરે છે. વધારાના મોટા છિદ્રો સાથે મેસોપોરસ સિલિકા નેનોપાર્ટિકલ્સ વિકસાવીને આ પડકારને દૂર કરી શકાય છે. આ નેનોપાર્ટિકલ્સનો ઉપયોગ બળતરા વિરોધી અને પેશીઓના હોમિયોસ્ટેસિસ ઉપચાર માટે એમ2 મેક્રોફેજ ધ્રુવીકરણને પ્રેરિત કરવા માટે આઈએલ-4 પહોંચાડવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. આ નેનોપાર્ટિકલ્સે આઇએલ-4 અર્ધ-આયુષ્યમાં વધારો કર્યો, ઓછામાં ઓછી ઝેરી અસર દર્શાવી, અસરકારક રીતે લોડ અને વિતરિત આઇએલ-4, અને ઉત્તેજિત એમ2 મેક્રોફેજ ધ્રુવીકરણ પ્લાઝમિડ નેનોપાર્ટિકલ્સ ન્યુક્લિક એસિડ્સ પુનઃસંયોજિત સાયટોકીન્સ કરતાં ઉત્પાદન, શુદ્ધિકરણ અને હેરફેર કરવા માટે ખૂબ સરળ છે અને તેમને સ્થાનિક અને ટકાઉ રીતે પહોંચાડવા માટે એક પદ્ધતિ પ્રદાન કરે છે. સાયટોકીન વિતરણ માટે ઇલેક્ટ્રોપોરેશન સાથે સાયટોકીનને વ્યક્ત કરતા પ્લાઝમિડ નેનોપાર્ટિકલ્સની હાલમાં શોધ કરવામાં આવી રહી છે. ઇલેક્ટ્રોપોરેશન અસ્થાયી રૂપે પટલની રચનાને નુકસાન કર્યા વિના કોષ પટલની અભેદ્યતામાં વધારો કરે છે. આઈએલ-12 એક સાયટોકીન છે જે એન્ટિટ્યુમર ગુણધર્મો માટે જાણીતું છે પરંતુ ઘણા દર્દીઓમાં ગંભીર માત્રા-સંબંધિત ઝેરી તત્વો દર્શાવે છે. પ્લાઝમિડ એન્કોડિંગ આઈએલ-12ની ઇન્ટ્રાટ્યુમોરલ ડિલિવરી અને ત્યારબાદ મ્યુરિન મેલાનોમા મોડેલમાં ઇલેક્ટ્રોપોરેશનના પરિણામે 47 ટકા સાજા થવાનો દર જોવા મળ્યો હતો. બીજા તબક્કાની અજમાયશમાં પ્લાઝમિડ એન્કોડિંગ આઈએલ-12ની સલામતી અને પ્રવૃત્તિની તપાસ કરવામાં આવી હતી, ત્યારબાદ સ્ટેજ III/IV અનરેક્ટેબલ મેલાનોમાની સારવાર માટે ઇલેક્ટ્રોપોરેશન કરવામાં આવ્યું હતું. બે સંપૂર્ણ પ્રતિસાદો સહિત 29.8% ના ઉદ્દેશ્યપૂર્ણ એકંદર પ્રતિસાદ દર સાથે સરેરાશ અસ્તિત્વ ટકાવી રાખવાનો દર 3.7 મહિના હતો. કોઈ ગ્રેડ IV ઘટનાઓ નોંધવામાં આવી ન હતી, અને પ્રતિકૂળ ઘટનાઓ દુર્લભ હતી સાયટોકીન વિતરણને વધારવા માટે મૂલ્યાંકન કરવામાં આવતા અન્ય ડીએનએ સંકુલમાં લિપોપ્લેક્સિસ, પોલીપ્લેક્સિસ અને લિપોપોલીપ્લેક્સિસનો સમાવેશ થાય છે, જે અનુક્રમે લિપિડ્સ, પોલિમર અને પોલીમર સાથેના લિપિડ્સના સંકુલ છે. પોલિએહટીલીનીમાઈન (પી. ઈ. આઈ.) એ એક અત્યંત કેશનિક પોલિમર છે જે નકારાત્મક ચાર્જવાળા ડી. એન. એ. સાથે જટિલ છે. પીઇઆઈ ડીએનએને વિવોમાં અધોગતિથી રક્ષણ આપે છે, નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ કોષ પટલ સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને પ્રોત્સાહન આપે છે અને પ્રોટોન સ્પોન્જ તરીકે કામ કરીને લાઇસોસોમ્સમાંથી પ્રકાશનમાં વધારો કરે છે. પીઇઆઇઃ આઈએલ-12 સંકુલ નેબ્યુલાઇઝેશન દ્વારા ડિલિવરી પછી ફેફસાના પેશીઓને સંક્રમિત કરે છે, જે ફેફસાંમાં આઈએલ-12ના ઉત્પાદન તરફ દોરી જાય છે. પી. ઈ. આઈ. નું સાપ્તાહિક અથવા બે વાર સાપ્તાહિક વહીવટઃ આઈ. એલ.-12 એથીમિક નગ્ન ઉંદરમાં એસ. એ. ઓ. એસ.-2 માનવ ઓસ્ટીયોસારકોમાના પલ્મોનરી મેટાસ્ટેઝને દબાવવા અથવા દૂર કરવા માટે જોવા મળ્યું હતું. એક અલગ અભ્યાસમાં, નેનોપાર્ટિકલ્સ લિપોસોમલ શેલ અને બે ડીએનએ એન્કોડિંગ પૂરક સિક્વન્સ સાથે બનાવવામાં આવ્યા હતા. લિપોસોમલ શેલ ફોસ્ફોલિપેઝ એ 2 (પી. એલ. એ 2) દ્વારા અધોગતિ પામવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હતું, જે વિવિધ ગાંઠો દ્વારા વધુ પડતું વ્યક્ત થાય છે. સાયટોકીન ટ્રેલને Ni2 + સુધારેલા DNA કોર પર લોડ કરવામાં આવ્યું હતું. પી. એલ. એ. 2 સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કર્યા પછી, ડીએનએ નેનોપાર્ટિકલ્સ કેન્સર સેલ પટલ પર મૃત્યુ રીસેપ્ટર્સને ટ્રેલ પહોંચાડવા માટે નેનોફાઇબર્સમાં રૂપાંતરિત થાય છે. એન્ટિટ્યુમર અસરકારકતા વધારવા માટે ઘટાડેલા TRAIL આંતરિકકરણ સાથે TRAIL એમ્પ્લિફાઇડ એપોપ્ટોટિક સિગ્નલિંગનું વિતરણ વાયરલ સિસ્ટમો ઓન્કોલિટિક વાયરસ પ્રાધાન્યમાં જીવલેણ કોષોને ચેપ લગાવે છે, જે રોગપ્રતિકારક કોષના મૃત્યુને પ્રેરિત કરે છે. ઓન્કોલિટિક વાયરસમાં એડિનોવાયરસ, હર્પીસ સિમ્પ્લેક્સ વાયરસ, સેમલિકી ફોરેસ્ટ વાયરસ, પોક્સવાયરસ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. વિતરણને શ્રેષ્ઠ બનાવવા અને લક્ષિત પેશીઓ સુધી પહોંચાડવાની સુવિધા માટે તેમાં ફેરફાર કરી શકાય છે. સાયટોકીન-લોડેડ ઓન્કોલિટિક વાયરસે મ્યુરિન મોડેલોમાં પ્રવૃત્તિ દર્શાવી છે, જેમાં અનેક ક્લિનિકલ પરીક્ષણો તપાસ હેઠળ છે. આઇએમએલવાયજીઆઇસી (તાલિમોજેન લેહરપેરેપવેક) એ કેન્સરની સારવાર માટે પ્રથમ એફડીએ-મંજૂર ઓન્કોલિટિક વાયરસ હતો. તે પુનરાવર્તિત મેલાનોમા માટે ગ્રેન્યુલોસાઇટ-મેક્રોફેજ કોલોની-ઉત્તેજક પરિબળ (GM-CSF) વ્યક્ત કરતો સુધારેલો હર્પીસ સિમ્પ્લેક્સ વાયરસ-1 છે. હાલમાં સોફ્ટ-ટિશ્યુ સાર્કોમા અને લીવર કેન્સર માટે અને ઇમ્યુનોથેરાપી સાથે સંયોજન માટે તેનો અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે. સાયટોકીન વિતરણ માટે એડિનોવાયરસનો વ્યાપક અભ્યાસ કરવામાં આવે છે. પ્રીક્લિનિકલ પરીક્ષણોમાં, આઈએલ-12 (એડ-આઈએલ-12) ને એન્કોડિંગ કરતા એડિનોવાયરસના ઇન્ટ્રાટ્યુમોરલ ઇન્જેક્શન મ્યુરિન કોલોરેક્ટલ કાર્સિનોમા, સ્તન કાર્સિનોમા, પ્રોસ્ટેટ કાર્સિનોમા, ગ્લિઓમા, મૂત્રાશય કાર્સિનોમા, ફાઇબ્રોસારકોમા, લેરીન્જિયલ સ્ક્વામસ સેલ કાર્સિનોમા, હેપેટોમા અને હેપેટોસેલ્યુલર કાર્સિનોમા, મેડ્યુલરી થાઇરોઇડ કાર્સિનોમા, થાઇરોઇડ ફોલિક્યુલર કેન્સર અને ઇવિંગના સાર્કોમાના રિગ્રેશનની મધ્યસ્થી કરે છે. એડ-આઈએલ-12નો એન્ટિટ્યુમર રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવ મુખ્યત્વે સીડી8 + ટી કોષો દ્વારા મધ્યસ્થી કરવામાં આવે છે. વાયરસ આધારિત વિતરણ પ્રણાલીઓ સાથે સંકળાયેલી ઘણી મર્યાદાઓ છે. વાયરલ સાયટોકીન વિતરણ પ્રણાલીઓ સામે એન્ટિ-વાયરલ એન્ટિબોડીઝ ઉત્પન્ન થઈ શકે છે, જે વિલંબિત પ્રકારની અતિસંવેદનશીલતા પ્રતિક્રિયાઓ તરફ દોરી જાય છે, જે પુનરાવર્તિત માત્રાને અટકાવી શકે છે. દર્દીઓમાં વાયરલ ચેપ લાગવાની સંભાવનાઓમાં પણ મોટી અસમાનતા છે કારણ કે સાયટોકીન્સના વાયરલ વિતરણ માટે યજમાન કોષોના સંક્રમણની જરૂર પડે છે, જે દર્દીથી દર્દીમાં ખૂબ જ પરિવર્તનશીલ હોય છે. ક્લિનિકલ ટ્રાયલ્સમાં નોંધપાત્ર ઓફ-ટાર્ગેટ ટ્રાન્સજીન એક્સપ્રેશન પણ જોવા મળ્યું છે. એડિનોવાયરસના ઇન્ટ્રાટ્યુમોરલ ઈન્જેક્શનના નાના જથ્થામાં યકૃત, આંતરડા, બરોળ, કિડની અને મગજમાં નોંધપાત્ર ટ્રાન્સજીન અભિવ્યક્તિનું કારણ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું. એક્ટિવિટી-ઓન-ટાર્ગેટ સાયટોકીન્સ એક્ટિવિટી-ઓન-ટાર્ગેટ સાયટોકીન્સ, જેને એક્ટાકિન્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે મ્યુટેટેડ સાયટોકીન્સ છે જેણે તેમના મૂળ રીસેપ્ટર સંકુલ માટે બંધનકર્તા આકર્ષણ ઘટાડ્યું છે અને ચોક્કસ ગાંઠ કોષ રીસેપ્ટર માટે બંધનકર્તા આકર્ષણ વધાર્યું છે. આનાથી સાયટોકીન પરિભ્રમણમાં નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે, જે પ્રણાલીગત ઝેરીકરણને મર્યાદિત કરે છે. સાઇટોકિન તેના ગાંઠ-વિશિષ્ટ એન્ટિજેન સાથે જોડાવા પર સક્રિય થાય છે, જે સ્થાનિક ડિલિવરી માટે પરવાનગી આપે છે. સાયટોકીન ટ્યુમર નેક્રોસિસ પરિબળ (ટી. એન. એફ.) પ્રાણીઓના નમૂનાઓ અને દર્દીઓ બંનેમાં ઝડપી હેમરેજિક ટ્યુમર નેક્રોસિસનું કારણ બને છે પરંતુ તે ઉચ્ચ પ્રણાલીગત ઝેરી પદાર્થો સાથે સંકળાયેલું છે. ટી. એન. એફ. ગાંઠના સૂક્ષ્મ પર્યાવરણમાં સ્ટ્રોમલ કોષો દ્વારા તેની એન્ટિટ્યુમર અસર કરવા માટે જાણીતું છે. ટી. એન. એફ. ના સ્થાનિક વિતરણમાં સુધારો કરવા અને એન્ડોથેલિયલ કોષોને લક્ષ્ય બનાવવા માટે તેના એન્ટિટ્યુમર માર્ગને બદલીને પ્રણાલીગત ઝેરી અસર ઘટાડવા માટે ટી. એન. એફ. એક્ટાકિન બનાવવામાં આવ્યું હતું. આ ઉત્પરિવર્તિત ટી. એન. એફ. સાયટોકીન માત્ર ટ્યુમર વેસ્ક્યુલેચરના એન્ડોથેલિયલ કોષોને લક્ષ્યમાં હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું, જે સલામત અને અસરકારક વિતરણ પ્રણાલી માટે પરવાનગી આપે છે. આ ટી. એન. એફ. આધારિત એક્ટાકિનના પરિણામે લક્ષ્યાંકની કાર્યક્ષમતામાં 100 ગણો વધારો થયો હતો અને જ્યારે એક્ટાકિનને ગાંઠના વાસ્કુલેચરના એન્ડોથેલિયલ કોષો પર વ્યક્ત કરાયેલ સીડી13ને લક્ષ્યાંકિત કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે તેણે વિવોમાં કોઈપણ શોધી શકાય તેવી ઝેરી અસર વિના ગાંઠના નિયોવાસ્કુલેચરની પસંદગીયુક્ત સક્રિયકરણનું પ્રદર્શન કર્યું હતું. જ્યારે CAR-T કોષો સાથે સંચાલિત કરવામાં આવે છે, ત્યારે આ ઉપચાર નક્કર ગાંઠોને નિયંત્રિત કરવા માટે T કોષની ઘૂસણખોરીને વધારવા માટે દર્શાવવામાં આવ્યો હતો, જ્યારે CD8-લક્ષિત પ્રકાર II ઇન્ટરફેરોન AcTakine સાથે સંયોજન નક્કર ગાંઠોને નાબૂદ કરવા તરફ દોરી જાય છે. મેસેનકાઇમલ સ્ટેમ/સ્ટ્રોમલ કોશિકાઓ (એમ. એસ. સી.) ની હોમિંગ ક્ષમતા અને ગાંઠ ઉષ્ણકટિબંધીય ક્ષમતાઓ તેમને આદર્શ દવા વિતરણ વાહનો બનાવે છે. એમ. એસ. સી. એ તેમના કોસ્ટિમ્યુલેટરી અણુઓની મર્યાદિત અભિવ્યક્તિને કારણે રોગપ્રતિકારક શક્તિમાં પણ ઘટાડો કર્યો છે. સાયટોકીન્સને વ્યક્ત કરવા માટે એમ. એસ. સી. નો ઉપયોગ ગાંઠની પેશીઓમાં વધુ સાયટોકીન વિતરણ પ્રદાન કરે છે, જે સારવારની ઉપચારાત્મક અસરકારકતામાં વધારો કરે છે. આઈએલ-2 જીન એન્જિનિયર્ડ એમએસસી (એમએસસી-આઈએલ-2) નો સંભવિત એન્ટિટ્યુમર ઉપચાર તરીકે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે કારણ કે આઈએલ-2 એક ઇમ્યુનોજેનિક સાયટોકીન છે. એમએસસી-આઈએલ-2નું ઇન્ટ્રાટ્યુમોરલ ઈન્જેક્શન ગ્લિઓમા ગાંઠની વૃદ્ધિને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે અને ગ્લિઓમા સાથે ઉંદરના એકંદર અસ્તિત્વમાં સુધારો કરે છે. તેવી જ રીતે, અસ્થિ મજ્જા MSC-IFN-α ના ચામડીની નીચેના ઇન્જેક્શન વિવોમાં ગાંઠની વૃદ્ધિને અસર કરે છે અને બહુવિધ માયલોમા માઉસ મોડેલમાં એકંદર અસ્તિત્વમાં વધારો કરે છે. ગાંઠ વિરોધી અસરો ગાંઠના કોષોના વધેલા એપોપ્ટોસિસ, માઇક્રોવેસલની ઘનતામાં ઘટાડો અને ઇસ્કેમિક નેક્રોસિસને આભારી હતી. ટ્રેલ એક ઇમ્યુનોજેનિક સાયટોકીન છે જે એપોપ્ટોસિસ માટે ગાંઠના કોષોને પસંદગીયુક્ત રીતે લક્ષ્ય બનાવે છે, જે પ્રણાલીગત ઝેરી અસર ઘટાડે છે. ઓવરએક્સપ્રેસ ટ્રેલ માટે એન્જિનિયર્ડ એમ. એસ. સી. એ એપોપ્ટોટિક માર્ગો દ્વારા ઝેનોગ્રાફ્ટ મોડેલોમાં આશાસ્પદ એન્ટિટ્યુમર અસરો દર્શાવી છે. એમ. એસ. સી.-ટ્રેલ પ્રણાલીઓના અસંખ્ય અભ્યાસો ચાલુ છે, જેમાં ન્યુરોબ્લાસ્ટોમા, નોન-સ્મોલ-સેલ ફેફસાના કાર્સિનોમા, સ્તન કેન્સર, સ્વાદુપિંડનું કેન્સર, ગ્લાયોબ્લાસ્ટોમા અને બહુવિધ માયલોમાની સારવારનો સમાવેશ થાય છે, અન્ય લોકોમાં હ્યુમન રેટિના પિગમેન્ટેડ એપિથેલિયલ (આર. પી. ઈ.) કોષો પણ રસના સાયટોકીનને વ્યક્ત કરવા માટે એન્જિનિયર્ડ કરી શકાય છે. આર. પી. ઈ. કોષો આદર્શ સાયટોકીન વિતરણ પ્રણાલીઓ છે કારણ કે તેઓ બિન-ટ્યુમોરિજેનિક હોય છે, સંપર્ક અવરોધ પ્રદર્શિત કરે છે, આનુવંશિક ફેરફાર માટે અનુકૂળ હોય છે, અગાઉ ઉપચારાત્મક વિતરણ પ્રણાલીઓ માટે માનવ પરીક્ષણોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા હોય છે, અને વાપરવા માટે સલામત હોય છે. વિવિધ સાયટોકીન્સ ઉત્પન્ન કરવા માટે એન્જિનિયર્ડ આર. પી. ઈ. કોષો એલ્જિનેટ-આધારિત સૂક્ષ્મ કણોમાં સમાવિષ્ટ હતા. એન્કેપ્સ્યુલેટેડ કોષો એન્કેપ્સ્યુલેશન પછી પણ વ્યવહારુ રહેશે, કેપ્સ્યુલ્સમાં વિભાજિત થતા નથી, રસ ધરાવતી સાયટોકીન ઉત્પન્ન કરે છે, અને બિન-એન્કેપ્સ્યુલેટેડ કોષો કરતાં વિવોમાં લાંબા સમય સુધી ટકી રહે છે. આર. પી. ઈ. કોષોનું ઉત્પાદન કરતી આઈ. એલ.-2 અંડાશય અને કોલોરેક્ટલ માઉસ મોડેલોમાં પેરિટોનિયલ ગાંઠોને નાબૂદ કરે છે, અને ફાર્માકોકાઇનેટિક્સના કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલિંગ, મનુષ્યોમાં ક્લિનિકલ ટ્રાન્સલેશનની આગાહી કરે છે, જે ભવિષ્યના માનવ ક્લિનિકલ ટ્રાયલ્સમાં સંભવિત સફળતા સૂચવે છે.