Intracellular delivery
ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરી એ જીવંત કોષોમાં બાહ્ય સામગ્રી દાખલ કરવાની પ્રક્રિયા છે. કોષોમાં વિતરિત કરવામાં આવતી સામગ્રીઓમાં ન્યુક્લિક એસિડ (ડીએનએ અને આરએનએ), પ્રોટીન, પેપ્ટાઇડ્સ, અભેદ્ય નાના અણુઓ, કૃત્રિમ નેનોમેટેરિયલ, ઓર્ગેનેલ્સ અને માઇક્રોન-સ્કેલ ટ્રેસર, ઉપકરણો અને પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે. આવા અણુઓ અને સામગ્રીઓનો ઉપયોગ સેલ્યુલર વર્તણૂકની તપાસ કરવા, સેલ કામગીરીને ઇજનેરી બનાવવા અથવા પેથોલોજીકલ કાર્યને સુધારવા માટે થઈ શકે છે. ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરીના તબીબી ઉપયોગોમાં ઈન વિટ્રો ફર્ટિલાઇઝેશન (IVF) અને mRNA રસીઓથી માંડીને જનીન ઉપચાર અને CAR-T કોષોની તૈયારી સુધીની શ્રેણી છે. ઔદ્યોગિક ઉપયોગોમાં પ્રોટીન ઉત્પાદન, જૈવઉત્પાદન અને છોડ અને પ્રાણીઓની આનુવંશિક ઇજનેરીનો સમાવેશ થાય છે. ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરી એ જીવવિજ્ઞાન અને આનુવંશિકતાના અભ્યાસમાં એક મૂળભૂત તકનીક છે, જેમ કે જીવંત કોષોમાં પ્રોટીન કાર્યની તપાસ કરવા માટે ડીએનએ પ્લાઝમિડ ટ્રાન્સફેક્શનનો ઉપયોગ. જૈવિક, રાસાયણિક અને ભૌતિક તકનીકો સહિત અંતઃકોશિક વિતરણ કરવા માટે અભિગમોની વિશાળ શ્રેણી અસ્તિત્વમાં છે જે પટલમાં વિક્ષેપ અથવા વાહકમાં વિતરણ સામગ્રીને પેકેજિંગ દ્વારા કામ કરે છે. ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરી સેલ બાયોલોજી અને ટેક્નોલોજીના આંતરછેદ પર છે, અને તે જિનેટિક્સ, બાયોટેકનોલોજી, બાયોએન્જિનિયરિંગ અને ડ્રગ ડિલિવરી સહિત વિજ્ઞાન અને દવાના ઘણા ક્ષેત્રો સાથે સંબંધિત છે. એપ્લિકેશન્સ ઇલેક્ટ્રોનિક સંકેતો દ્વારા કમ્પ્યુટર જે રીતે કાર્ય કરે છે, કોષો પ્રક્રિયા કરે છે અને અણુઓ દ્વારા માહિતી પ્રસારિત કરે છે તેના સમાન છે. કોષોમાં ભરેલા અણુઓ અને સામગ્રીઓના આધારે, વિવિધ પરિણામો અથવા ઉપયોગો પ્રાપ્ત કરી શકાય છે (ઉદાહરણો માટે આકૃતિ "ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરીના ઉપયોગો" જુઓ). ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરી દ્વારા કોષોની તપાસ અને ઇજનેરી માટે ઉપયોગમાં લેવાતા માલસામાનના કેટલાક મુખ્ય વર્ગીકરણ નીચે મુજબ છે. કાર્ગો પ્રકારો ન્યુક્લિક એસિડ ટ્રાન્સફેક્શન એ ન્યુક્લિક એસિડના અંતઃકોશિક વિતરણનો સંદર્ભ આપે છેઃ ડીએનએ, આરએનએ અને તેમના એનાલોગ. ન્યુક્લિક એસિડ સામગ્રી કે જે સામાન્ય રીતે કોષોમાં સંક્રમિત થાય છે તે પ્લાઝમિડ ડીએનએ, એમઆરએનએ, એસઆઈઆરએનએ અને ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ છે. સંક્રમણ કાર્યક્રમો 3 મુખ્ય ક્ષેત્રોમાં ફેલાયેલા છેઃ મૂળભૂત જૈવિક સંશોધન, જૈવ ઉત્પાદન અને જનીન અને કોષ આધારિત ઉપચાર પદ્ધતિઓ. મૂળભૂત સંશોધનમાં, ટ્રાન્સફેક્શન એ કોષ જીવવિજ્ઞાન અને આનુવંશિકતાથી માંડીને રોગપ્રતિકારક શક્તિ અને દવાની શોધ સુધીના ક્ષેત્રોમાં પાયાની તકનીક છે. જૈવઉત્પાદનમાં, સંક્રમણનો ઉપયોગ પ્રોટીન, એન્ટિબોડીઝ, વાયરલ વેક્ટર અને રસીઓ માટે વાયરસ જેવા કણોના ઉત્પાદન માટે થાય છે. કોષ-આધારિત ઉપચાર પદ્ધતિઓમાં ટ્રાન્સફેક્શનનો ઉપયોગ એક્સ-વિવો જનીન ઉપચાર, હેમેટોપોએટીક સ્ટેમ સેલ એન્જિનિયરિંગ, પ્રેરિત પ્લુરિપોટન્ટ સ્ટેમ સેલનું ઉત્પાદન અને ઇમ્યુનોથેરાપી માટે કોષોની એક્સ-વિવો તૈયારી જેવા કાર્યક્રમો માટે થાય છે. છેલ્લા 50 વર્ષોમાં ન્યુક્લિક એસિડ ટ્રાન્સફેક્શન એ ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરીની સૌથી સામાન્ય પેટા શ્રેણી રહી છે. 1970 ના દાયકાના અંતમાં માઇક્રોઇન્જેક્શન અને કેલ્શિયમ ફોસ્ફેટ પદ્ધતિઓ દ્વારા જનીન અભિવ્યક્તિના હેતુ માટે પ્લાઝમિડ ડીએનએને પ્રાણીઓના કોષોમાં સંક્રમિત કરવાનું શરૂ થયું. ત્યારથી, તેનો ઉપયોગ બહુવિધ અભ્યાસોમાં જનીન અને પ્રોટીન કાર્યની તપાસ કરવા માટે કરવામાં આવે છે. ડીએનએ પ્લાઝમિડ ભૌતિક રીતે મોટા અને બોજારૂપ અણુઓ હોય છે, જેમાં 5-10 કિલો-બેઝપેયર પ્લાઝમિડ જ્યારે મુક્ત અને બિન-કન્ડેન્સ્ડ હોય ત્યારે દ્રાવણમાં> 100 એનએમ વ્યાસ હોય છે. તેમ છતાં, તેમને સંપાદિત કરવા અને તૈયાર કરવા માટે સુસ્થાપિત અને પ્રમાણમાં ઓછી કિંમતની તકનીકોને કારણે, તેઓ જૈવિક સંશોધનમાં ખૂબ જ સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે. 1970 ના દાયકામાં એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે mRNA ના માઇક્રોઇન્જેક્શન પ્રોટીન અભિવ્યક્તિમાં પરિણમ્યું હતું. અમુક પરિસ્થિતિઓમાં, ડીએનએ પ્લાઝમિડની સરખામણીમાં પ્રોટીન અભિવ્યક્તિને પ્રેરિત કરવા માટે એમઆરએનએ સંક્રમણને ફાયદાકારક માનવામાં આવે છે કારણ કે નીચેના કારણોસર જીનોમિક એકીકરણનું જોખમ ઓછું થાય છે, સાયટોસોલિક વિતરણ પૂરતું હોવા સાથે પરમાણુ વિતરણની જરૂર નથી, પ્રોટીન અભિવ્યક્તિ માત્રા-આધારિત અને ઝડપી હોય છે, જ્યારે યોગ્ય રીતે રાસાયણિક રીતે ફેરફાર કરવામાં આવે ત્યારે ડીએનએ વેક્ટર કરતા ઓછી ઝેરી અને રોગપ્રતિકારક હોય છે. આમ, મોટાભાગના રોગનિવારક કાર્યક્રમો માટે એમ. આર. એન. એ. ને ડી. એન. એ. કરતાં વધુ સારો વિકલ્પ માનવામાં આવે છે, જો કે તે વધુ ખર્ચાળ અને આંતરિક રીતે અસ્થિર છે. ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ એ 30 થી ઓછા ન્યુક્લિયોટાઇડ્સની લંબાઈના ડીએનએ અથવા આરએનએના સિંગલ અથવા ડબલ-સ્ટ્રેન્ડેડ સિક્વન્સ છે. નાના દખલ કરનારા આર. એન. એ. (એસ. આઈ. આર. એન. એ.) એ આર. એન. એ. ની ટૂંકી <આઇ. ડી. 1> બેઝ જોડી ડુપ્લેક્સ છે જે જનીન અભિવ્યક્તિને શાંત કરવા માટે કોષોમાં સંક્રમિત થઈ શકે છે. 1998માં તેમની નોબેલ પારિતોષિક વિજેતા શોધ પછી, જનીન કાર્યને વિક્ષેપિત કરવા માટે હજારો જૈવિક અભ્યાસોમાં એસ. આઈ. આર. એન. એ. ને કોષોમાં સંક્રમિત કરવામાં આવ્યા છે. અંતઃકોશિક વિતરણ માટે રસ ધરાવતા અન્ય ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સમાં એન્ટિસેન્સ ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ (એ. એસ. ઓ.), માઇક્રો આર. એન. એ. (એમ. આઈ. આર. એન. એ.) અને એપ્ટેમર્સનો સમાવેશ થાય છે. આવા ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સનો ઉપયોગ વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા કોષની વર્તણૂકમાં ફેરફાર કરવા માટે થઈ શકે છે. લિપિડ નેનોપાર્ટિકલ્સ અને ઇલેક્ટ્રોપોરેશન હાલમાં ન્યુક્લિક એસિડ ટ્રાન્સફેક્શન માટે વ્યાપક વ્યૂહરચનાઓ છે. જો કે, ઘણા પ્રાથમિક કોષો, સ્ટેમ કોષો, દર્દી-વ્યુત્પન્ન કોષો અને ચેતાકોષોમાં અસરકારક સંક્રમણ એક અવરોધ રહે છે. જૈવિક સંશોધન હાથ ધરવાની અને આવા કોષોમાં સંભવિત તબીબી ઉપયોગો હાથ ધરવાની ક્ષમતા ઘણીવાર સંક્રમણ કાર્યક્ષમતા અને સારવાર માટે સહનશીલતા દ્વારા મર્યાદિત હોય છે. વધુમાં, હાલમાં માનવ શરીરની અંદરના કોષો પર સંક્રમણ કરવાની લાંબા ગાળાની અસરો વિશે નબળી સમજ છે. પ્રોટીન અને પેપ્ટાઇડ્સ જીવંત કોષોમાં પ્રોટીનનું વિતરણ, જેમ કે જીનોમ-એડિટિંગ ન્યુક્લીઝ, સક્રિય અવરોધક એન્ટિબોડીઝ અથવા ઉત્તેજક ટ્રાન્સક્રિપ્શન પરિબળો, કોષ કાર્યને હેરફેર અને વિશ્લેષણ કરવા માટે એક શક્તિશાળી ટૂલસેટ રજૂ કરે છે. વધુમાં, અસરકારક અંતઃકોશિક વિતરણ ઉપયોગી પ્રોટીન દવાઓના ભંડારને વિસ્તૃત કરી શકે છે કારણ કે મોટાભાગના વર્તમાન પ્રોટીન-આધારિત ઉપચારો બાહ્યકોષીય લક્ષ્યોને હાંસલ કરે છે અને આ વર્તમાન સંશોધન પ્રયાસોની સીમા છે. કોષોમાં શુદ્ધ પ્રોટીનનું વિતરણ 1960ના દાયકાની શરૂઆતમાં શરૂ થયું હતું. ઉદાહરણોમાં ફેરિટિન સાથે માઇક્રોઇન્જેક્ટેડ અમીબા અને બોવાઇન આલ્બ્યુમિન સાથે માઇક્રોઇન્જેક્ટેડ ઉંદરના ઇંડાનો સમાવેશ થાય છે. કારણ કે પ્રોટીન વિવિધ કદ, આકાર અને ચાર્જ ધરાવે છે, તેઓ સરળતાથી એક-કદ-બંધબેસતા-બધા ઉકેલો સાથે કોષોમાં પહોંચાડી શકાતા નથી જેનો ઉપયોગ કેશનિક લિપિડ્સ ન્યુક્લિક એસિડ ટ્રાન્સફેક્શન માટે કરે છે. તેનાથી વિપરીત, કોષોમાં પ્રોટીન પહોંચાડવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે, જેમાં માઇક્રોઇન્જેક્શન, પિનોસોમ્સના ઓસ્મોટિક લિસિસ, હાયપોટોનિક શોક, સ્ક્રેપ લોડિંગ, બીડ લોડિંગ, સિરીંજ લોડિંગ, ડિટર્જન્ટ એક્સપોઝર, ઇલેક્ટ્રોપોરેશન, છિદ્રો બનાવતા ઝેર, સેલ પેનિટ્રેટિંગ પેપ્ટાઇડ્સ, નેનોકેરિયર્સ, સેલ સ્ક્વીઝિંગ, નેનોનીડલ્સ, એકોસ્ટિક પેર્ટર્બેશન અને વરાળ નેનોબબલનો સમાવેશ થાય છે. જીનોમ એડિટિંગના હેતુઓ માટે, એસ. જી. આર. એન. એ. સાથે જોડાયેલા કે. એસ. 9 પ્રોટીનને ઇલેક્ટ્રોપોરેશન, માઇક્રોઇન્જેક્શન, લિપિડ નેનોપાર્ટિકલ ફોર્મ્યુલેશન, ઓસ્મોટિકલી પ્રેરિત એન્ડોસાયટોસિસ પછી એન્ડોસોમ વિક્ષેપ, માઇક્રોફ્લુઇડિક વિકૃતિ અને સેલ પેનિટ્રેટિંગ પેપ્ટાઇડ્સ જેવી પદ્ધતિઓ દ્વારા વિતરિત કરવામાં આવ્યું છે. નાના અણુઓ અંતઃકોશિક વિતરણની જરૂર હોય તેવા નાના અણુઓમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ અભેદ્ય નાના પરમાણુ દવાઓ, નાના અણુ ચકાસણીઓ અને ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ્સ. પહેલાનું ઉદાહરણ બ્લેમોસીન છે, જે એક કેન્સર વિરોધી દવા છે, જે તેના સકારાત્મક ચાર્જ અને હાઇડ્રોફોબિસિટીને કારણે નબળી અભેદ્યતા ધરાવે છે. ઇલેક્ટ્રોપોરેશન સાથે ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરી કરીને, બ્લેમોસીનની શક્તિ સો ગણીથી વધુ વધારી શકાય છે. નાના પરમાણુ ચકાસણી માટે, જ્યારે કોષના આંતરિક ભાગમાં પહોંચાડવામાં આવે છે, ત્યારે આ અણુઓ પટલની ક્ષમતા, પીએચ અને આયનોની સાંદ્રતા જેવા સેલ્યુલર ગુણધર્મોની જાણ કરવામાં સક્ષમ હોય છે. એક ઉદાહરણ પી. એફ. બી. આઈ. છે, જે એક ફ્લોરોસન્ટ રંગ છે જેનો ઉપયોગ ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર પોટેશિયમની સાંદ્રતાને માપવા માટે કરી શકાય છે. છેવટે, અભેદ્ય શર્કરા જેવા કેટલાક ઉમેદવાર ક્રાયોપ્રોટેક્ટન્ટ પરમાણુઓ અત્યંત હાઇડ્રોફિલિક હોય છે અને કોષ પટલમાં ફેલાવા માટે તૈયાર નથી. ઉદાહરણ તરીકે, ટ્રેહેલોઝ (એમડબલ્યુ = 342 ડીએ) એ એક કુદરતી ડિસકેરાઇડ છે જે વિવિધ સજીવો દ્વારા સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે જેથી તેઓ સૂકવણી અથવા ઠંડક સામે ટકી શકે. 200 એમ. એમ. સુધીની સાંદ્રતામાં પ્રાણીઓના કોષોમાં લોડ થયેલ ટ્રેહેલોઝ ઠંડું અને પીગળતી વખતે ઉત્તમ ક્રાયોપ્રોટેક્શન પ્રદાન કરે છે તેવું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. માઇક્રોસ્કેલમાં માઇક્રોસ્કેલ કાર્ગો સામગ્રી વિવિધ કાર્યક્રમો માટે કોષોમાં સફળતાપૂર્વક વિતરિત કરવામાં આવી છે. એક સદીથી કોષોમાં માઇક્રોસ્કેલ કાર્ગો દાખલ કરવા માટે માઇક્રોઇન્જેક્શન એ પ્રબળ પદ્ધતિ રહી છે. એક ઉત્તમ ઉદાહરણ દેડકાના ઇંડામાં શારીરિક કોષના કેન્દ્રકનું પ્રત્યારોપણ હતું, જે દર્શાવે છે કે ઇંડામાં દાખલ કરવામાં આવે ત્યારે સંપૂર્ણપણે અલગ શારીરિક કોષોના કેન્દ્રક નવા પ્રાણીમાં વિકસી શકે છે. પ્રાણીઓમાં આઈવીએફની વિભાવનાના પુરાવા તરીકે ઇંડામાં શુક્રાણુ દાખલ કરવા માટે સૌપ્રથમ માઇક્રોઇન્જેક્શનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. કૃત્રિમ રંગસૂત્રો તૈયાર કરવામાં આવ્યા છે અને પ્રૂફ-ઓફ-કન્સેપ્ટ જનીન ઉપચાર માટે માઇક્રોઇન્જેક્શન દ્વારા કોષોમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવ્યા છે. મિટોકોન્ડ્રિયાનું પ્રત્યારોપણ પણ માઇક્રોઇન્જેક્શન દ્વારા વિવિધ પ્રકારના કોષોમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે. તાજેતરમાં બેક્ટેરિયા અને મિટોકોન્ડ્રિયા પહોંચાડવાના હેતુથી કોષ પટલમાં ક્ષણિક છિદ્રો ખોલવા માટે લેસર-પ્રેરિત પોલાણ પરપોટાનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. માઇક્રોઇન્જેક્શન અથવા બેલિસ્ટિક પ્રોપલ્શનનો ઉપયોગ કરીને, સેલ્યુલર માઇક્રોરિઓલોજી અભ્યાસો માટે કોષોમાં માઇક્રોન-સ્કેલ કણો, ગોળાઓ અને મણકા લોડ કરવામાં આવ્યા છે જે કોષોના આંતરિક યાંત્રિક વર્તનનું મૂલ્યાંકન કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 5.6 માઈક્રોન સુધીના માઇક્રોઇન્જેક્ટેડ PEGylated ટ્રેસર મણકાનો ઉપયોગ કરીને, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે મોટર સંચાલિત સાયટોપ્લાઝમિક મિશ્રણ નાના અને મોટા બંને સેલ્યુલર ઘટકોની ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર હિલચાલમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. અન્ય અંતઃકોશિક વિતરણ માટે રસ ધરાવતી અન્ય સામગ્રીઓમાં કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ, ક્વોન્ટમ બિંદુઓ, ચુંબકીય નેનોપાર્ટિકલ્સ અને નેનોડિવાઇસેસનો સમાવેશ થાય છે જે સેન્સર અથવા પ્રોબ મેડિકલ એપ્લિકેશન્સ તરીકે કામ કરે છે નીચેની તબીબી સારવારોના ઉદાહરણો છે જે ઓછામાં ઓછા એક પગલામાં અંતઃકોશિક વિતરણ પર આધાર રાખે છે. હેમેટોપોએટીક સ્ટેમ સેલ-આધારિત જનીન ઉપચારઃ એડેનોસિન ડિમિનેઝ ગંભીર સંયુક્ત ઇમ્યુનોડેફિસિયન્સી (એડીએ-એસસીઆઈડી) ની સારવાર માટે સ્ટ્રીમ્વેલિસ, જે કાર્યાત્મક એડેનોસિન ડિમિનેઝ (એડીએ) જનીનની એક્સ વિવો ગામા રેટ્રોવાયરલ વેક્ટર જનીન વિતરણ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે (યુરોપિયન મંજૂરી 2017 આપવામાં આવી). સ્ટ્રિમવેલિસ યુરોપિયન મેડિસિન્સ એજન્સી પાસેથી મંજૂરી મેળવનાર પ્રથમ એક્સ વિવો ઓટોલોગસ જનીન ઉપચાર હતો. મેટાક્રોમેટિક લ્યુકોડિસ્ટ્રોફી (એમએલડી) ની સારવાર માટે એટિડાર્સજીન ઓટોટેમ્સલ (લિબમેલ્ડી તરીકે બ્રાન્ડેડ), કાર્યાત્મક માનવ એરિલસલ્ફેટેઝ એ (એઆરએસએ) જનીનની એક્સ વિવો લેન્ટીવાયરલ જનીન વિતરણ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે (યુરોપિયન મંજૂરી 2020 આપવામાં આવી છે). ટ્રાન્સફ્યુઝન-ડિપેન્ડન્ટ બીટા થેલેસેમિયા (TDT) ની સારવાર માટે બેટિબેલોગોજેન ઓટોટેમસેલ (ઝિન્ટેગ્લો તરીકે બ્રાન્ડેડ), જે કાર્યાત્મક માનવ HBB જનીન (યુરોપિયન અને US મંજૂરીઓ 2022) ના એક્સ વિવો લેન્ટીવાયરલ જનીન વિતરણ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. સી. એ. આર.-ટી સેલ ઇમ્યુનોથેરાપીઓઃ બી-સેલ તીવ્ર લિમ્ફોબ્લાસ્ટિક લ્યુકેમિયા (બી-સેલ એ. એલ. એલ.) ની સારવાર માટે ટિસાજેનલેક્લ્યુસેલ (કિમરિયાહ તરીકે બ્રાન્ડેડ), જે સી. ડી.-19 (યુએસ મંજૂરી 2017) ને લક્ષ્યાંકિત કરતા સી. એ. આર. જનીનની એક્સ વિવો લેન્ટીવાયરલ જનીન વિતરણ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. મોટા બી-સેલ લિમ્ફોમાની સારવાર માટે એક્સિકાબ્ટેજીન સિલોલેયુસેલ (યસકાર્ટા તરીકે બ્રાન્ડેડ), જે સીડી-19ને લક્ષ્યાંકિત કરતા સીએઆર જનીનના એક્સ વિવો ગામા રેટ્રોવાયરલ જનીન વિતરણ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે (યુએસ મંજૂરી 2017 આપવામાં આવી). રીલેપ્સ્ડ/રીફ્રેક્ટરી મેન્ટલ સેલ લિમ્ફોમા (આર/આર એમસીએલ) ધરાવતા પુખ્ત દર્દીઓની સારવાર માટે બ્રેક્સુકાબ્ટેજીન ઓટોલેયુસેલ (ટેકાર્ટસ તરીકે બ્રાન્ડેડ), સીડી-19 (યુએસ મંજૂરી 2021) ને લક્ષ્યાંકિત કરતા સીએઆર જનીનની એક્સ વિવો ગામા રેટ્રોવાયરલ જનીન ડિલિવરી દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. ઇન વિવો વાયરલ વેક્ટર-મધ્યસ્થ જનીન ઉપચારઃ સ્પાઇનલ મસ્ક્યુલર એટ્રોફીની સારવાર માટે ઓનાસેમ્નોજીન એબેપરવોવેક (ઝોલગેસ્મા તરીકે બ્રાન્ડેડ), જે એએવી9 વાયરલ વેક્ટરના નસમાં પ્રેરણા દ્વારા સંચાલિત થાય છે જે અસરગ્રસ્ત મોટર ચેતાકોષોને કાર્યાત્મક એસએમએન1 ટ્રાન્સજીન પહોંચાડે છે (યુએસ મંજૂરી 2019 આપવામાં આવી). લેબર જન્મજાત એમોરોસિસ (પ્રગતિશીલ અંધત્વનું કારણ બને છે તે વારસાગત રેટિનલ ડિસઓર્ડર) ની સારવાર માટે વોરેટિજીન નેપરવોવેક (લુક્સટર્ના તરીકે બ્રાન્ડેડ), એએવી2 વાયરલ વેક્ટરના સબરેટિનલ ઇન્જેક્શન દ્વારા સંચાલિત થાય છે જે આરપીઇ65 પરિવર્તનની ભરપાઈ કરવા માટે આંખના કોષોને આરપીઇ65 જનીનની કાર્યાત્મક નકલ પહોંચાડે છે (યુએસ મંજૂરી 2017 આપવામાં આવી). એસ. આઈ. આર. એન. એ. દવાઓઃ વારસાગત ટ્રાન્સ્થેરેટિન-મધ્યસ્થ એમીલોઇડોસિસ ધરાવતા લોકોમાં પોલિન્યૂરોપેથીની સારવાર માટે પેટિસીરન (ઓનપેટ્રો), લિપિડ નેનોપાર્ટિકલ્સમાં ઘડવામાં આવેલા એસ. આઈ. આર. એન. એ. ના નસમાં પ્રેરણા દ્વારા સંચાલિત થાય છે જે પેથોજેનિક ટ્રાન્સ્થેરેટિન એમ. આર. એન. એ. ની અભિવ્યક્તિને શાંત કરવા માટે યકૃતના કોષોમાં પ્રવેશ મેળવે છે (યુએસ અને યુરોપિયન મંજૂરી 2018 મંજૂર). તીવ્ર યકૃત પોર્ફીરિયા ધરાવતા પુખ્ત વયના લોકોની સારવાર માટે ગિવોસિરન (ગિવલારી), સિરએનએ-ગેલએનએસી સંયુગ્મોના નસમાં પ્રેરણા દ્વારા સંચાલિત કરવામાં આવે છે જે પેથોજેનિક એમિનોલેવ્યુલિનેટ સિન્થેઝ 1 (એએલએએસ 1) એમઆરએનએ (યુએસ મંજૂરી 2019) ની અભિવ્યક્તિને શાંત કરવા માટે યકૃત હેપેટોસાઇટ્સમાં પ્રવેશ મેળવે છે. mRNA રસીઓઃ SARS-CoV-2 વાયરસના ચેપને કારણે COVID-19 સામે રક્ષણ પૂરું પાડવા માટે રચાયેલ મોડર્ના COVID-19 રસી (સ્પાઇકવેક્સ તરીકે બ્રાન્ડેડ) (યુએસ કટોકટી ઉપયોગ અધિકૃતતા 2020). તે ખારાશમાં mRNA-LNP સંકુલના 0.5 મિલી ડોઝના ઇન્ટ્રામસ્ક્યુલર ઈન્જેક્શન દ્વારા સંચાલિત થાય છે. સ્થાનિક ઈન્જેક્શન નિવાસી/ઘુસણખોરી કરતા APCs, સંબંધિત રોગપ્રતિકારક કોષો અને સ્નાયુ કોષોને mRNA-LNP સંકુલ પહોંચાડે છે, જે SARS-CoV-2 ના ભાવિ સંપર્ક સામે રોગપ્રતિકારક શક્તિને મુખ્ય બનાવવા માટે કોવિડ સ્પાઇક પ્રોટીનની સ્થાનિક અભિવ્યક્તિને ઉત્તેજીત કરે છે. ફાઇઝર-બાયોએનટેક કોવિડ-19 રસી (કોમિરનાટી તરીકે બ્રાન્ડેડ) સાર્સ-કોવ-2 વાયરસના ચેપને કારણે કોવિડ-19 સામે રક્ષણ પૂરું પાડવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે (યુએસ કટોકટી ઉપયોગ અધિકૃતતા 2020). લિપિડ નેનોપાર્ટિકલ્સની રચના અલગ છે તે સિવાય પદ્ધતિ મોડર્ના (ઉપર) જેવી જ છે, જેમાં ફાઇઝર એએલસી-0315 તરીકે ઓળખાતા આયનીકરણક્ષમ લિપિડનો ઉપયોગ કરે છે જ્યારે મોડર્ના એસએમ-102 નામના આયનીકરણક્ષમ લિપિડનો ઉપયોગ કરે છે. એન્ટિસેન્સ ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ (એ. એસ. ઓ.): હોમોઝાયગસ ફેમિલીયલ હાયપરકોલેસ્ટેરોલેમીયાની સારવાર માટે મીપોમર્સન (કેનામો તરીકે બ્રાન્ડેડ), રાસાયણિક રીતે સુધારેલા એ. એસ. ઓ. ના ચામડીની નીચેના ઈન્જેક્શન દ્વારા સંચાલિત થાય છે જે ~ 30 દિવસના અર્ધ-જીવન સાથે યકૃતમાં એકઠા થાય છે. રોગકારક એ. પી. ઓ. બી. એમ. આર. એન. એ. (યુએસ મંજૂરી 2013) ની અભિવ્યક્તિને રોકવા માટે એએસઓ યકૃતના કોષોમાં પ્રવેશ મેળવે છે. સ્પાઇનલ મસ્ક્યુલર એટ્રોફી (એસ. એમ. એ.) ની સારવાર માટે સ્પિનરાઝા (નુસિનર્સન તરીકે બ્રાન્ડેડ), રાસાયણિક રીતે સુધારેલા એ. એસ. ઓ. ના ઇન્ટ્રાથેકલ ઈન્જેક્શન દ્વારા સંચાલિત થાય છે જે મોટર ચેતાકોષ કોષોમાં પ્રવેશ કરે છે, એસ. એમ. એન. 2 એમ. આર. એન. એ. ને બાંધે છે, અને પ્રોટીનની અભિવ્યક્તિને પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે એસ. એમ. એન. 2 જનીનની વૈકલ્પિક સ્પ્લિસિંગમાં ફેરફાર કરે છે. માનવ ગર્ભાવસ્થા માટે ઈન વિટ્રો ગર્ભાધાન (આઈ. વી. એફ.): ઓછા શુક્રાણુઓની સંખ્યા અથવા ગતિશીલતા જેવા કિસ્સાઓમાં, અથવા જ્યાં શુક્રાણુઓ દ્વારા ઇંડા સરળતાથી પ્રવેશી શકાતા નથી, ત્યાં એક જ શુક્રાણુને ઇન્ટ્રાસાયટોપ્લાજ્મિક શુક્રાણુ ઇન્જેક્શન (આઈ. સી. એસ. આઈ.) તરીકે ઓળખાતી પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને સીધા ઇંડામાં માઇક્રોઇન્જેક્ટ કરી શકાય છે. ઈન્જેક્શન પછી ફળદ્રુપ ઇંડાને ખાસ વૃદ્ધિ માધ્યમમાં લગભગ 48 કલાક સુધી ઉછેરવામાં આવે છે જ્યાં સુધી ઇંડામાં છથી આઠ કોષો ન હોય. તે પછી પાતળા, પ્લાસ્ટિક કેથેટર દ્વારા દર્દીના ગર્ભાશયમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે, જે યોનિ અને ગરદનમાંથી પસાર થાય છે. આઇ. સી. એસ. આઇ. દ્વારા પેદા થયેલ પ્રથમ માનવ ગર્ભાવસ્થા 1991માં જિયાનપીરો પાલેર્મો અને તેમની ટીમ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવી હતી. આઇ. સી. એસ. આઈ. દ્વારા આઈ. વી. એફ. એ 1990ના દાયકાથી વિશ્વભરમાં લાખો ગર્ભધારણને સરળ બનાવ્યું છે. સલામતી. સંશોધન હજુ પણ માનવ કોષોમાં સામગ્રીના અંતઃકોશિક વિતરણની તાત્કાલિક અને લાંબા ગાળાની તબીબી અસરોને સમજવાના પ્રારંભિક તબક્કામાં છે. ઉદાહરણ તરીકે, તપાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે આઇ. સી. એસ. આઇ. દ્વારા જન્મેલા બાળકો કુદરતી રીતે જન્મેલા બાળકો કરતાં વધુ સ્વાસ્થ્ય સમસ્યાઓનો ભોગ બને છે. જો કે, તે જાણીતું નથી કે આ માતા-પિતાની પ્રજનન પ્રણાલીના નબળા સ્વાસ્થ્યને કારણે છે કે IVF અને ICSI પ્રક્રિયાના પાસાઓને કારણે છે. ગામા રેટ્રોવાયરલ અને લેન્ટીવાયરલ વેક્ટર્સ સાથે તૈયાર કરવામાં આવેલી એચ. એસ. સી. આધારિત જનીન ઉપચાર પદ્ધતિઓએ કેટલાક કિસ્સાઓમાં જીનોટોક્સિસિટીને કારણે લ્યુકેમિયાનું જોખમ વધ્યું છે, જેમ કે સ્ટ્રિમવેલિસ સાથે થયું છે. વધુમાં, ઉપચારાત્મક એસ. આઈ. આર. એન. એ. અને એમ. આર. એન. એ. ના અંતઃકોશિક વિતરણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા લિપિડ્સ બળતરા પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બની શકે છે. પેટિસીરનના કિસ્સામાં, નેનોપાર્ટિકલની પ્રતિક્રિયાઓ ઘટાડવા માટે બહુવિધ બળતરા વિરોધી દવાઓ સાથે પૂર્વ સારવારનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. પ્રાપ્તકર્તા વસ્તીના ટૂંકા અને લાંબા ગાળાના સ્વાસ્થ્ય બંને પર એસએમ-102 અને એએલસી-0315 જેવા એમઆરએનએ રસીના નવીન રાસાયણિક ઘટકોના અંતઃકોશિક વિતરણની તબીબી અસર અંગે હાલમાં બહુ ઓછી માહિતી ઉપલબ્ધ છે. આમ, ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરીનો ઉપયોગ કરતી તબીબી સારવારો માટે સલામતી અને અનિચ્છનીય આડઅસરો મહત્વનો વિષય બની રહેશે. પદ્ધતિઓની શ્રેણીઓ અંતઃકોશિકીય વિતરણની વર્તમાન પદ્ધતિઓને બે વ્યાપક શ્રેણીઓમાં મૂકી શકાય છેઃ પટલ વિક્ષેપ-મધ્યસ્થી વાહક-મધ્યસ્થી પટલ વિક્ષેપ પટલ વિક્ષેપ-મધ્યસ્થી તકનીકોમાં કોષ પટલમાં કામચલાઉ છિદ્રો બનાવવાનો અને માલના અણુઓને ક્યાં તો એ દ્વારા પહોંચાડવાનો સમાવેશ થાય છે) બાહ્યકોષીય દ્રાવણમાંથી સામગ્રીનો પારગમ્યતા અને પ્રસરણ પ્રવાહ બી) વાહન અથવા વાહક સાથે સીધો પ્રવેશ જે બંને પ્લાઝ્મા પટલને પંચર કરે છે અને રસના માલનો પરિચય આપે છે. કોષના પ્લાઝ્મા પટલને યાંત્રિક, વિદ્યુત, રાસાયણિક, ઓપ્ટિકલ અથવા થર્મલ માધ્યમો દ્વારા વિક્ષેપિત કરી શકાય છે. અંતઃકોશિકીય વિતરણ પદ્ધતિઓ કે જે પારગમ્યતાનો ઉપયોગ કરે છે તેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ વિદ્યુત સંયોજન થર્મલ સારવાર ઓપ્ટોપોરેશન (સામાન્ય રીતે લેસર સાથે) પોલાણની અસરો (સામાન્ય રીતે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અથવા લેસર/કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાંથી) પ્રવાહી શીયર (સામાન્ય રીતે માઇક્રોફ્લુઇડિક્સ અથવા પોલાણ દ્વારા) ડિટર્જન્ટ/સર્ફેક્ટન્ટ છિદ્રો બનાવતા ઝેર ઓસ્મોટિક/હાઇડ્રોસ્ટેટિક દળો માઇક્રોફ્લુઇડિક સેલ સ્ક્વિઝિંગ, સ્ક્રેપ લોડિંગ, બીડ લોડિંગ જેવી સીધી યાંત્રિક પદ્ધતિઓ. ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરી પદ્ધતિઓ કે જે સીધા પ્રવેશનો ઉપયોગ કરે છે તેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ ક્લાસિક માઇક્રોઇન્જેક્શન માઇક્રોઇન્જેક્શનના નવા સ્વરૂપો (દા. ત. નેનોપિપેટ, ઓટોમેશન વગેરે) બેલિસ્ટિક કણો/જીન ગન નેનોનીડલ્સ અને તેમની વિવિધતાઓ જેમ કે નેનોસ્ટ્રો, નેનોસ્પિયર્સ અને નેનોવાયર. પટલ વિક્ષેપ-મધ્યસ્થી વિતરણ પદ્ધતિઓ લગભગ કોઈપણ સામગ્રી પહોંચાડી શકે છે જે દ્રાવણમાં વિખેરાઈ શકે છે, જે તેમને વાહક-મધ્યસ્થી પદ્ધતિઓ કરતાં વધુ સાર્વત્રિક બનાવે છે. પટલ વિક્ષેપ-મધ્યસ્થ પદ્ધતિઓ માટેનો મુખ્ય પડકાર એ જરૂરી વિતરણ એપ્લિકેશન માટે શ્રેષ્ઠ આકાર, કદ, સ્થાન અને સમયગાળાના છિદ્રો બનાવવાનો છે. પટલને અતિશય નુકસાન ટાળવું જોઈએ કારણ કે તે કોષોને મારી શકે છે અથવા તેમના કાર્યને બગાડી શકે છે. વાહક-મધ્યસ્થી વિતરણ તકનીકો કાર્ગોને નેનોસ્કેલ વાહકમાં અથવા તેના પર પેકેજ કરે છે, જે પછી કાર્ગો પહોંચાડવા માટે કોષમાં પ્રવેશ કરે છે. વાહકો સામાન્ય રીતે કોષના આંતરિક ભાગમાં એન્ડોસાયટોસિસ (મોટાભાગના વાહકો) અથવા કોષના પ્લાઝ્મા પટલ સાથે ફ્યુઝન દ્વારા પ્રવેશ મેળવે છે જો કે, અમુક વાહકો અત્યાર સુધી અજ્ઞાત પદ્ધતિઓ દ્વારા પ્લાઝ્મા પટલને પાર કરે છે અથવા ક્ષણિક રીતે વિક્ષેપિત કરે છે તેવા દુર્લભ અહેવાલો છે. વાહક-આધારિત અભિગમોમાં વિવિધ બાયોકેમિકલ એસેમ્બલીઓનો સમાવેશ થાય છે, જે મોટે ભાગે મોલેક્યુલરથી નેનોસ્કેલ પરિમાણો ધરાવે છે. વાહકોનો હેતુ ત્રણ ગણો છે, કાર્ગોને પેકેજ કરવાનો અને તેને અધોગતિથી બચાવવાનો, ઇચ્છિત ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડબ્બામાં પ્રવેશ મેળવવાનો અને યોગ્ય સમય અને સ્થાન પર પેલોડ છોડવાનો. વાહકો જૈવ-પ્રેરિત હોઈ શકે છે, જેમ કે પુનઃગઠિત વાયરસ, કણો જેવા વાયરસ, ફોલ્લાઓ, કોષ ભૂત અને કાર્યાત્મક લિગાન્ડ્સ અને પેપ્ટાઇડ્સ. તેઓ રસાયણશાસ્ત્ર, સામગ્રી વિજ્ઞાન અને નેનોટેકનોલોજીની સંશ્લેષણ તકનીકો પર આધારિત હોઈ શકે છે, જેમાં કાર્બનિક અને અકાર્બનિક મૂળના મેક્રોમોલેક્યુલર સંકુલોનું સંયોજન સામેલ છે. અંતઃકોશિક વિતરણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા વાહકોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ પોલિમર એસેમ્બલી લિપિડ એસેમ્બલી લિપોસોમ્સ (લિપિડ એસેમ્બલીઓથી વિપરીત, જલીય આંતરિક સાથે હોલો) સોલ્ટ કોમ્પ્લેક્સ (દા. ત. સી. એ. પી. ઓ. 4-ન્યુક્લિક એસિડ કન્ડેન્સેટ્સ) એક્સોસોમ્સ અને અન્ય બાયો-પ્રેરિત વેસિકલ્સ સેલ-પેનેટ્રેટિંગ પેપ્ટાઇડ્સ (સી. પી. પી.), જેને પ્રોટીન ટ્રાન્સડક્શન ડોમેન્સ (પી. ટી. ડી.) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. ચિટોસન) અકાર્બનિક નેનોકેરિયર્સ (દા. ત. મેસોપોરસ સિલિકા, ધાતુના નેનોપાર્ટિકલ્સ, ચુંબકીય નેનોપાર્ટિકલ્સ) નેનોટેકનોલોજી આધારિત વાહક (દા. ત. ક્વોન્ટમ બિંદુઓ, કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ) વાયરલ વેક્ટર (લેન્ટીવાયરસ, રેટ્રોવાયરસ, એડેનોવાયરસ, એડેનો-સંકળાયેલ વાયરસ (એએવી) અને અન્ય વાયરસ પર આધારિત) પુનઃઉદ્દેશિત બેક્ટેરિયલ ઝેર અને વાયરલ ઘટકો વાહક કોષોમાં કેવી રીતે પ્રવેશ કરે છે તે અંગેના સંશોધન સૂચવે છે કે મોટાભાગના વાહક કોષરસમાં એન્ડોસોમલ ખંડમાંથી બહાર નીકળતા પહેલા એન્ડોસાયટોસિસ દ્વારા પ્રવેશ કરે છે. નેનોકેરિયર્સ માટે ઉપલબ્ધ એન્ડોસાયટોસિસની પદ્ધતિઓમાં ક્લેથ્રિન-આધારિત અને ક્લેથ્રિન-સ્વતંત્ર માર્ગો દ્વારા ફેગોસાયટોસિસ અને પિનોસાયટોસિસનો સમાવેશ થાય છે. લક્ષ્ય કોષો દ્વારા કાર્યરત આંતરિકકરણના માર્ગો વાહકના કદ, આકાર, સામગ્રીની રચના, સપાટીના રસાયણશાસ્ત્ર અને/અથવા ચાર્જ પર આધાર રાખે છે. એન્ડોસોમ્સમાંથી છટકી શકતા ન હોય તેવા માલસામાનને અધોગતિ માટે લાયસોસોમ્સમાં લઈ જવામાં આવે છે અથવા કોષની સપાટી પર ફરીથી રિસાયકલ કરવામાં આવે છે. લિપિડ નેનોપાર્ટિકલ્સ અને સેલ-પેનેટ્રેટિંગ પેપ્ટાઇડ્સ સહિત મોટાભાગની બિન-વાયરલ વાહક વ્યૂહરચનાઓ માટે લગભગ 1 ટકા એન્ડોસોમલ એસ્કેપની અસરકારકતા નોંધવામાં આવી છે. વધુમાં, એન્ડોસોમ એસ્કેપની ચોક્કસ પદ્ધતિઓ અસ્પષ્ટ છે અને તે ચાલુ સંશોધનની બાબત છે. એન્ડોસાયટોસિસ ઉપરાંત, કેટલાક વાહકો ફ્યુઝન દ્વારા પ્લાઝ્મા પટલ સાથે સીધા જ ભળી શકે છે. જીવવિજ્ઞાનમાં ફ્યુઝન ઘટનાઓમાં વેસિકલ ફ્યુઝન, સેલ-સેલ ફ્યુઝન અને સેલ-વાયરસ ફ્યુઝનનો સમાવેશ થાય છે. આ કિસ્સાઓમાં, જક્સટેપોઝ્ડ પટલને ચોક્કસ પ્રોટીન-પ્રોટીન ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા નજીકના સંપર્કમાં ખેંચવામાં આવે છે અને લિપિડ મિશ્રણ અને અનુગામી ફ્યુઝનને પ્રોત્સાહન આપવા માટે ઇન્ટરફેસિયલ પાણીને બાકાત રાખવામાં આવે છે. આવરણવાળા વાયરસ લક્ષ્ય કોષ પટલ સાથે સંયોજનમાં મધ્યસ્થી કરવા માટે ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન વાયરલ પ્રોટીનનો ઉપયોગ કરી શકે છે અને આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ એન્જિનિયર્ડ ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરી માટે કરવામાં આવ્યો છે. એક પ્રારંભિક ઉદાહરણ લક્ષ્ય કોષોના પ્લાઝ્મા પટલ સાથે પહેલાથી ભરેલા લાલ રક્તકણોના ભૂતોને ફ્યૂઝ કરવા માટે સેન્ડાઇ વાયરસનો ઉપયોગ હતો. આ તકનીકની વિવિધતાએ લક્ષ્ય કોષ પટલ પર ઈન્ફલ્યુએન્ઝા હેમેગ્લુટિનિન (એચ. એ.) ની અભિવ્યક્તિનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જે પછી ફ્યુઝનને પ્રેરિત કરવા માટે લાલ રક્તકણોની સપાટી પર સિયાલિક એસિડના અવશેષોને જોડે છે. વાઇરોસોમ્સ, જેમાં લિપોસોમ્સ અથવા વેસિકલ્સમાં પુનઃરચિત વાયરલ પટલ ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે, તે ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરીના હેતુઓ માટે ફ્યુઝન ક્ષમતાઓ પણ દર્શાવે છે. સેન્ડાઇ, ઈન્ફલ્યુએન્ઝા, વેસિક્યુલર સ્ટોમાટાઇટિસ અને અન્ય વાયરસના ફ્યુઝન ઘટકો સાથે કાર્યાત્મક વાઇરોસોમ્સનું નિર્માણ કરવામાં આવ્યું છે. કેટલાક એક્સોસોમ્સ અને બાહ્યકોષીય વેસિકલ્સ લક્ષ્ય કોષો સાથે ભળી ગયા હોવાનું નોંધવામાં આવ્યું છે અને વધુમાં માંગ પર ભળી જવા માટે ઇજનેરી હોઈ શકે છે. રસપ્રદ વાત એ છે કે, પ્રોટીન વિતરણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ફ્યુઝોજેનિક લિપોસોમ્સ ફ્યુઝોજેનિક પ્રોટીન અથવા પેપ્ટાઇડ્સની હાજરીની કોઈ જરૂર વગર માત્ર લિપિડ રચનાને મોડ્યુલેટ કરીને ફ્યુઝન કરવામાં સક્ષમ હોવાનું નોંધવામાં આવ્યું છે. ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરી માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ફ્યુઝોજેનિક વાહકોમાં (1) કોષ ભૂત, મૃત કોષો કે જેમણે તેમના કોષરસને કાર્ગોથી બદલી નાખ્યું હોય, (2) વાઇરોસોમ્સ, કાર્યાત્મક વાયરલ પ્રોટીન પ્રદર્શિત કરવા માટે કાર્ગો-લોડેડ વેસિકલ્સ અને (3) ફ્યુઝોજેનિક લિપોસોમ્સનો સમાવેશ થાય છે. વાયરલ વેક્ટર. વાયરલ વેક્ટર કોષોમાં પ્રવેશવા માટે વાયરલ ચેપ માર્ગનો ઉપયોગ કરે છે પરંતુ વાયરલ જનીનોની અનુગામી અભિવ્યક્તિને ટાળે છે જે પ્રતિકૃતિ અને પેથોજેનિસિટી તરફ દોરી જાય છે. આ વાયરલ જિનોમના કોડિંગ પ્રદેશોને કાઢીને અને તેને વિતરિત કરવાના ડીએનએ સાથે બદલીને કરવામાં આવે છે, જે ક્યાં તો યજમાન રંગસૂત્ર ડીએનએમાં એકીકૃત થાય છે અથવા એપિસોડ વેક્ટર તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે. વાયરલ વેક્ટરનો ઉપયોગ સૌપ્રથમ 1970ના દાયકાથી જનીન વિતરણ માટે કરવામાં આવ્યો હતો, જે SV40 અથવા રેટ્રોવાયરસમાંથી બનાવવામાં આવ્યા હતા. વાયરલ વેક્ટર પ્લેટફોર્મ્સની નવી પેઢીઓ લેન્ટીવાયરસ, રેટ્રોવાયરસ, એડેનોવાયરસ અથવા એડેનો-સંકળાયેલ વાયરસ અને અન્ય વાયરસના ઘટકોના આધારે બનાવવામાં આવી છે. ડીએનએ વિતરણ માટે અત્યંત કાર્યક્ષમ હોવા છતાં, વાયરલ વેક્ટરની નોંધપાત્ર નબળાઈઓ છે (1) શ્રમ-સઘન અને ખર્ચાળ પ્રોટોકોલ, (2) સલામતીના મુદ્દાઓ, (3) રોગપ્રતિકારક/બળતરા પ્રતિક્રિયાઓ પેદા કરવાનું જોખમ, (4) રિકોમ્બિનન્ટ વેક્ટર સાથે જિનોમમાં એકીકરણ, (5) નિવેશાત્મક જીનોટોક્સિસિટીનું જોખમ, અને (6) મર્યાદિત પેકેજિંગ ક્ષમતા (એડેનો અને એએવી સામાન્ય રીતે 5-7.5 કે. બી. વહન કરવા માટે પ્રતિબંધિત છે). સંક્રમણ માટે નેનોપાર્ટિકલ્સ. ન્યુક્લિક એસિડના અંતઃકોશિક વિતરણ માટે સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા નેનોપાર્ટિકલ્સ કેશનિક લિપિડ્સ અને પોલિમરની એસેમ્બલી પર આધારિત છે. આ કેશનિક પરમાણુઓ ડીએનએ પ્લાઝમિડ્સ (~ 50-200 nm), mRNA (10-100 nm) અને અન્ય ન્યુક્લિક એસિડ (જુઓ "ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરી માટે રસ ધરાવતા સામાન્ય અણુઓના ગુણધર્મો") ને કોમ્પેક્ટ નેનોપાર્ટિકલ્સમાં દશ નેનોમીટર સુધીના પરિમાણો સાથે ઘનીકરણ કરે છે. મોટાભાગના પ્રાણી કોષોના કુદરતી નકારાત્મક ચાર્જ (−35 થી −80 mV પટલ ક્ષમતા) ને કારણે આ કણોના હકારાત્મક ચાર્જ કોષની સપાટી તરફ તેમના આકર્ષણને સરળ બનાવે છે. બંધન પછી, એન્ડોસાયટોસિસ 100 એનએમથી નીચેના કદના કણો માટે સૌથી કાર્યક્ષમ માનવામાં આવે છે. નેનોપાર્ટિકલ્સમાં જટિલતા પણ ન્યુક્લીક એસિડને યોગ્ય ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડબ્બામાં મુક્ત ન થાય ત્યાં સુધી અધોગતિ સામે રક્ષણ આપે છે. 1960ના દાયકાથી એવું જોવા મળ્યું હતું કે કેશનિક અણુઓ સાથે ન્યુક્લિક એસિડનું મિશ્રણ કરવાથી મેક્રોમોલેક્યુલર સંકુલની રચના થાય છે જે કોષોને સંક્રમિત કરી શકે છે. બે પ્રારંભિક ઉદાહરણો પોલિમર ડાયથાઇલામિનોઇથિલ-ડેક્સ્ટ્રાન (DEAE-ડેક્સ્ટ્રાન)/ન્યુક્લિક એસિડ સંયોજન (1968) અને અદ્રાવ્ય આયનીય મીઠું કેલ્શિયમ ફોસ્ફેટ/ન્યુક્લિક એસિડ અવક્ષેપક (1973) હતા. સંક્રમણ માટે કેશનિક લિપિડ્સનો ઉપયોગ 1980ના દાયકામાં શરૂ થયો હતો, જેને "લિપોફેક્શન" તરીકે ઓળખવામાં આવ્યો હતો અને 1993માં શરૂ કરવામાં આવેલા લોકપ્રિય ઉત્પાદન લિપોફેક્ટામાઇનનો આધાર બન્યો હતો. 1993માં પી. એ. એમ. એ. એમ. (1990ના દાયકાના અંતમાં શરૂ કરાયેલ "સુપરફેક્ટ" રીએજન્ટ) અને 1995માં પી. ઈ. આઈ. (ત્યારબાદ ટૂંક સમયમાં "પોલીજેટ" તરીકે વેચવામાં આવેલ) જેવા કેશનિક પોલિમર પર આધારિત 1990ના દાયકામાં અન્ય કેશનિક ટ્રાન્સફેક્શન રીએજન્ટ્સ વિકસાવવામાં આવ્યા હતા. હાલમાં સંશોધનમાં, મોટાભાગના ન્યુક્લિક એસિડ ટ્રાન્સફેક્શન લિપિડ રીએજન્ટ્સ સાથે કરવામાં આવે છે, જેમાં પોલિમર રીએજન્ટ્સ અને ઇલેક્ટ્રોપોરેશન અન્ય મુખ્ય વિકલ્પો છે. અમુક પુનરાવર્તિત કોષો અથવા ઇન વિવો કાર્યક્રમો વાયરલ વેક્ટર માટે વધુ યોગ્ય હોઈ શકે છે. તકનિકી પ્રગતિ ઝિલ્લી વિક્ષેપની ચોકસાઈમાં સુધારો માઇક્રોફેબ્રિકેશન, નેનોટેકનોલોજી, રસાયણશાસ્ત્ર અને અન્ય સંશોધન ક્ષેત્રોમાં પ્રગતિએ અંતઃકોશિક વિતરણ પદ્ધતિઓની ચોકસાઇ અને કામગીરીમાં સુધારામાં ફાળો આપ્યો છે. ઇલેક્ટ્રોપોરેશન. ઇલેક્ટ્રોપોરેશનની પ્રારંભિક આવૃત્તિઓમાં કુવેટમાં દ્રાવણમાં કોષોને નિર્ધારિત વોલ્ટેજના વિદ્યુત કઠોળ લાગુ કરવા માટે જથ્થાબંધ ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. ત્યારબાદ 90 ના દાયકાના અંતમાં માઇક્રોફ્લુઇડિક્સના ઉપયોગ દ્વારા ઇલેક્ટ્રોપોરેશનને માઇક્રોસ્કેલમાં લાવવામાં આવ્યું હતું. તે પછી નેનો-ઇલેક્ટ્રોપોરેશન નેનોપર્ચર્સ અને નેનોસ્ટ્રૉના ઉપયોગ દ્વારા પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યું હતું. ઇલેક્ટ્રોપોરેશનના નેનો અને માઇક્રો વર્ઝન લક્ષ્ય કોષો પર લાદવામાં આવેલા પટલના વિક્ષેપોના કદ અને સ્થાન પર ઘણી વધુ ચોકસાઇ અને નિયંત્રણ ધરાવે છે. મેક્સસાઇટ નામની કંપનીએ ફ્લો ઇલેક્ટ્રોપોરેશનનું હાઇ-થ્રુપુટ વર્ઝન વિકસાવ્યું છે જે દસ મિનિટમાં લાખો કોષો પર પ્રક્રિયા કરી શકે છે. વધુમાં, અન્ય સંશોધન જૂથોએ ઉચ્ચ થ્રુપુટ મલ્ટી-વેલ સિસ્ટમ્સમાં ઇલેક્ટ્રોપોરેશન પરિમાણોને સુધારવા માટે ઊંડા શિક્ષણનો ઉપયોગ કર્યો છે. યાંત્રિક સંપર્ક. કોષ પટલ પર પ્રહાર કરતી વસ્તુઓના યાંત્રિક બળનો ઉપયોગ કરતા અંતઃકોશિક વિતરણ પ્રોટોકોલની પ્રથમ આવૃત્તિઓ સ્ક્રેપ લોડિંગ અને ગ્લાસ બીડ લોડિંગ જેવી સરળ અને અપરિપક્વ પદ્ધતિઓ હતી. સ્ક્રેપ લોડિંગમાં, ઉદાહરણ તરીકે, સપાટ સબસ્ટ્રેટ પર સંવર્ધન કરવામાં આવેલા સંલગ્ન કોષોમાં સ્પેટુલાને ખેંચવામાં આવે છે. જેમ જેમ કોષો સબસ્ટ્રેટને છાલ કરે છે તેમ તેમ તેઓ પરિવર્તનશીલ માત્રામાં પટલને નુકસાન પહોંચાડે છે અને દ્રાવણમાં અણુઓ લેવા માટે સક્ષમ હોય છે. કોષોમાં પ્રોટીન અને નાના અણુઓ દાખલ કરવા માટે ઘણા જૈવિક અભ્યાસોમાં સ્ક્રેપ અને બીડ લોડિંગનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. 1990 ના દાયકાના અંતથી સંશોધકોએ નેનોનીડલ્સ અને માઇક્રોફેબ્રિકેટેડ ઉપકરણોના ઉપયોગ દ્વારા નક્કર કરાર આધારિત પટલના વિક્ષેપની ચોકસાઈમાં સુધારો કરવા માટે કામ કર્યું છે. 2003માં ન્યુક્લિક એસિડ ટ્રાન્સફેક્શન માટે પ્રથમ વખત નેનોનીડલ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, ત્યારબાદ 2010માં વિવિધ કાર્ગોની ડિલિવરીનું પ્રદર્શન કરવામાં આવ્યું હતું. વધુ કાર્યક્ષમતા ઉમેરવા માટે તેમને ઇલેક્ટ્રોપોરેશન, પ્રવાહ જળાશયો અને ડિટર્જન્ટ સાથે જોડવામાં આવ્યા છે. વધુમાં, નેનોસ્ટ્રોનો ઉપયોગ સમય-ઉકેલાયેલી રીતે કોષોમાં અણુઓ દાખલ કરવા અને બહાર કાઢવા બંને માટે કરવામાં આવે છે. 1999માં એવું જાણવા મળ્યું હતું કે પોલીકાર્બોનેટ ગાળકોમાં છિદ્રોમાંથી પસાર થતા કોષોએ ડીએનએ સંક્રમણ પ્રાપ્ત કરવા માટે કોષ પટલમાં કામચલાઉ વિક્ષેપો પેદા કર્યા હતા. આ પદ્ધતિને "ગાળણક્રિયા" તરીકે ઓળખવામાં આવતી હતી અને તે સમયે તેને વધુ ધ્યાન મળ્યું ન હતું. 2012 માં એમ. આઈ. ટી. ના સંશોધકોએ શોધી કાઢ્યું હતું કે સિલિકોન માઇક્રોફ્લુઇડિક ઉપકરણોમાં સંકોચનમાંથી પસાર થતા કોષો વિવિધ સામગ્રીના અંતઃકોશિક વિતરણને પ્રાપ્ત કરવા માટે કોષ પટલને વિક્ષેપિત કરવામાં સક્ષમ છે. સેલ સ્ક્વિઝિંગ તરીકે ઓળખાતી પદ્ધતિને એસક્યુઝેડ બાયોટેક નામની કંપનીમાં ફેરવવામાં આવી હતી જે સેલ-આધારિત ઉપચાર પદ્ધતિઓ વિકસાવવા માટે ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરી તકનીકનો લાભ લેવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. કોષોના પ્રવાહની ઝડપ અને માઇક્રોફ્લુઇડિક સંકોચનના આકાર અને કદને સમાયોજિત કરીને, કોષ સંકોચનને વિવિધ કોષ પ્રકારો અને વિતરણ કાર્યક્રમો માટે તૈયાર કરી શકાય છે. અન્ય સંશોધન જૂથોએ માઇક્રોસીવ્સ અને પી. ડી. એમ. એસ. આધારિત માઇક્રોફ્લુઇડિક ઉપકરણોમાં કોષ સંકોચનની વિભાવનાનું પ્રદર્શન કર્યું છે. ન્યુક્લિયસમાં ડીએનએ અને અન્ય સામગ્રીઓનું ઝડપી વિતરણ હાંસલ કરવા માટે સેલ સ્ક્વિઝિંગને ઇલેક્ટ્રોપોરેશન સાથે જોડવામાં આવ્યું છે. આ પહેલા પ્લાઝ્મા પટલમાં છિદ્રો દાખલ કરીને કામ કરે છે, પછી વિદ્યુત પલ્સ રાખવાથી 1) પરમાણુ પટલને વિક્ષેપિત કરે છે, અને 2) કોષમાં નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા ન્યુક્લિક એસિડને ચલાવે છે. માઇક્રોફ્લુઇડિક સેલ સ્ક્વીઝિંગ પછી ડાઉનસ્ટ્રીમ ઇલેક્ટ્રોપોરેશન પરમાણુ પટલમાં કામચલાઉ વિક્ષેપો પેદા કરે છે જે 15 મિનિટની અંદર સુધારવામાં આવ્યા હતા. પ્રવાહી શીયર. કોષ પટલને નિયંત્રિત રીતે વિક્ષેપિત કરવા માટે પ્રવાહી શીયર દળોનો ઉપયોગ કરવાના પ્રારંભિક ઉદાહરણોમાં પરંપરાગત અલ્ટ્રાસાઉન્ડ, સસ્પેન્શનમાં કોષો માટે સિરીંજ લોડિંગ અને સંલગ્ન કોષો પર શંકુ-પ્લેટ વિસ્કોમીટરનો ઉપયોગ સામેલ છે. સિરીંજ લોડિંગમાં, કોષોના સસ્પેન્શનને ખેંચવામાં આવે છે અને ઝીણી સોયની ટોચ દ્વારા સિરીંજમાંથી બહાર કાઢવામાં આવે છે. સોયની ટોચ પર પ્રવાહી શીયર બળો પ્રવાહના વેગ પર આધાર રાખે છે અને કોષ પટલને વિક્ષેપિત કરવા માટે તૈયાર કરી શકાય છે. 1990ના દાયકાથી, કોષોને પારગમ્ય બનાવવા માટે પ્રવાહી શીયર દળોનો ઉપયોગ કરવા માટેની વધુ ચોક્કસ વ્યૂહરચનાઓમાં માઇક્રોફ્લુઇડિક્સ, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ, આઘાત તરંગો અને લેસર-આધારિત પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે. જલીય વાતાવરણમાં શોષક પદાર્થનું લેસર કિરણોત્સર્ગ પોલાણ, પ્લાઝ્મા ઉત્પાદન, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ અને ગરમી સહિત વિવિધ અસરો પેદા કરી શકે છે. લેસર-કણો અને લેસર-સપાટીની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ બંનેનો ઉપયોગ પોલાણની ઘટનાઓ બનાવવા માટે કરવામાં આવ્યો છે જે કોષોને સ્થાનિક રીતે કેન્દ્રિત પ્રવાહી શીયર દળો સામે ખુલ્લા પાડે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ધાતુના નેનોસ્ટ્રક્ચરનો ઉપયોગ ટૂંકા લેસર પલ્સ ઊર્જા મેળવવા અને તેને અત્યંત સ્થાનિક વિસ્ફોટક વરાળ પરપોટામાં રૂપાંતરિત કરવા માટે બીજ માળખા તરીકે થઈ શકે છે. આ વિભાવનાના ઉચ્ચ થ્રુપુટ સંસ્કરણનું અનાવરણ 2015 માં કરવામાં આવ્યું હતું, જેમાં ધાતુના શોષકો દ્વારા આવરી લેવામાં આવેલા છિદ્રો સાથે ગોઠવાયેલા સબસ્ટ્રેટ્સને સંલગ્ન કોષોની મૂળભૂત બાજુની નીચે વિસ્ફોટક પોલાણ પરપોટા પેદા કરવા માટે ઇરેડિયેશન કરવામાં આવ્યા હતા. વિવિધ પ્રકારના કોષોના કોષરસમાં જીવંત બેક્ટેરિયા (> 1 માઇક્રોન) ને સફળતાપૂર્વક દાખલ કરવા માટે છિદ્રો દ્વારા કાર્ગોના સક્રિય પંપીંગ સાથે પટલ પારગમ્યતાને સુમેળ કરવામાં આવ્યું હતું. થર્મલ અસરો. કોષોમાં અણુઓ પહોંચાડવાની એક સરળ રીત એ છે કે જ્યાં સુધી છિદ્રો ન બને ત્યાં સુધી પ્લાઝ્મા પટલને ગરમ કરવું. પૂરતા પ્રમાણમાં ઊંચા તાપમાને, ઘટક અણુઓની ગતિ ઊર્જાને કારણે લિપિડ બાયલેયર્સ અલગ થઈ જશે, જે પટલની રચનાને જાળવી રાખતા બળો કરતાં વધારે હોય છે, એટલે કે હાઇડ્રોફોબિક બળો કે જે લિપિડ પૂંછડીઓમાંથી પાણીને દૂર કરે છે. આ પદ્ધતિની નકારાત્મકતા એ છે કે તે અવિશ્વસનીય રીતે બિન-વિશિષ્ટ છે અને કોષોને અતિશય નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. તાપીય માધ્યમો દ્વારા કોષોને અભેદ્ય બનાવવા માટેની વ્યૂહરચનાઓમાં (1) ઠંડક-ગરમી ચક્ર દ્વારા કોષોને ચક્રમાં ફેરવવાનો સમાવેશ થાય છે, જેમાં ઠંડકનો સમાવેશ થઈ શકે છે અથવા ન પણ થઈ શકે, (2) કોષોને અતિભૌતિકીય તાપમાનમાં ગરમ કરવા, અને (3) કોષના નાના ભાગને ક્ષણિક તીવ્ર ગરમી આપવી. પછીના કિસ્સામાં, થર્મલ ઇંકજેટ પ્રિન્ટર્સનો ઉપયોગ પ્રાણીઓના કોષોમાં અંતઃકોશિક વિતરણ અને સંક્રમણ માટે સફળતાપૂર્વક કરવામાં આવ્યો છે. લેસર-કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ કોષ પટલને ચોક્કસપણે ઉષ્મીય રીતે વિક્ષેપિત કરતી હોવાનું નોંધવામાં આવ્યું છે. સોનાના નેનોપાર્ટિકલ્સ ગાઢ સપાટીના સ્તરમાં પેક કરવામાં આવ્યા હતા જ્યાં ઇન્ફ્રારેડ લેસર ઇરેડિયેશનના> 10 સે કોષોની નીચેની બાજુને ગરમ કરે છે અને રંગ, ડેક્સટ્રાન્સ અને પ્લાઝમિડ્સના અભેદ્યકરણ અને વિતરણને ટ્રિગર કરે છે. 2021 માં આ ખ્યાલ વધુ વિકસાવવામાં આવ્યો હતો જ્યારે સંશોધકોએ દર્શાવ્યું હતું કે બાયોકોમ્પેટિબલ ઇલેક્ટ્રોસ્પન નેનોફાઇબર્સમાં જડિત પ્રકાશ-સંવેદનશીલ આયર્ન ઓક્સાઇડ નેનોપાર્ટિકલ્સ કોષો અને નેનોપાર્ટિકલ્સ વચ્ચે સીધા સંપર્ક વિના ફોટોથર્મલ અસરો દ્વારા પટલ પારગમ્યતાને ટ્રિગર કરી શકે છે. આ પદ્ધતિ સી. આર. આઈ. એસ. પી. આર.-સી. એ. એસ. 9 મશીનરી અને એસ. આઈ. આર. એન. એ. ને ગર્ભ સ્ટેમ કોશિકાઓ અને હાર્ડ-ટુ-ટ્રાન્સફેક્ટ ટી કોશિકાઓ સહિત અનુગામી અને સસ્પેન્શન કોશિકાઓ સુધી પહોંચાડવામાં સક્ષમ હતી. કાર્ગો અને વાહક એમ. આર. એન. એ. દવાઓનું બાયોકેમિકલ સંવર્ધન. લિપિડ નેનોપાર્ટિકલ ફોર્મ્યુલેશન અને ન્યુક્લિક એસિડ રસાયણશાસ્ત્રમાં પ્રગતિ ન્યુક્લિક એસિડ ઉપચારશાસ્ત્રના વિકાસમાં મહત્વપૂર્ણ રહી છે, જેમ કે એમઆરએનએ રસીઓ. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રારંભિક એન્ડોસોમલ પી. એચ. ની નજીક એસિડ ડિસોસીએશન કોન્સ્ટન્ટ (પી. કે. એ.) સાથે કેશનિક આયનીકરણક્ષમ લિપિડ્સની રચના, જે લિપિડ નેનોપાર્ટિકલ ફોર્મ્યુલેશનનો મુખ્ય ઘટક છે, એન્ડોસોટોસિસ પછી કોષરસમાં એન્ડોસોમલ પ્રકાશનને સક્ષમ કરે છે. મોડર્ના કોવિડ રસીમાં લિપિડ નેનોપાર્ટિકલ્સ આયનીકરણ લિપિડ એસ. એમ.-102, કોલેસ્ટ્રોલ, 1,2-ડિસ્ટીરોયલ-સ્ન્ગ્લિસરો-3 ફોસ્ફોકોલાઇન (ડી. એસ. પી. સી.) અને પી. ઈ. જી. 2000-ડી. એમ. જી. થી બનેલા છે, જે એમ. આર. એન. એ. ને સમાવી લે છે. ફાઈઝર/બાયોએનટેક કોવિડ રસીઓ એક્યુઇટસ થેરાપ્યુટિક્સમાંથી ALC-0315 લિપિડનો ઉપયોગ કરે છે અને તેને mRNA સાથે કોલેસ્ટ્રોલ, DSPC અને PEG-લિપિડ (ALC-0159) સાથે તૈયાર કરે છે. ઇન્ટ્રામસ્ક્યુલર ઈન્જેક્શન પછી, નેનોપાર્ટિકલ્સ કોષોમાં પ્રવેશ કરે છે, mRNA કોષરસમાં મુક્ત થાય છે, અને SARS-CoV2 સ્પાઇક પ્રોટીનની અભિવ્યક્તિ દર્દીના કોષોમાં થાય છે. એસ. આઈ. આર. એન. એ દવાઓ. પેટિસિરન, 2018માં એફડીએ પાસેથી નિયમનકારી મંજૂરી મેળવનારી પ્રથમ એસ. આઈ. આર. એન. એ. આધારિત દવા, લિપિડ નેનોપાર્ટિકલ ફોર્મ્યુલેશન પર આધારિત છે જે ટ્રાન્સથાયરેટિન જનીનના અસામાન્ય રોગકારક સ્વરૂપને શાંત કરવા માટે યકૃતમાં એસ. આઈ. આર. એન. એ. નું પેકેજ અને વિતરણ કરે છે. રોગનિવારક એસ. આઈ. આર. એન. એ. લિપિડ નેનોપાર્ટિકલમાં 2 લિપિડ એક્સાઇપિઅન્ટ્સ, ડી. એલ. આઈ. એન.-એમ. સી. 3-ડી. એમ. એ. અને પી. ઈ. જી. 2000-સી.-ડી. એમ. જી. સાથે તૈયાર કરવામાં આવે છે, જે દર્દીની નસમાં દાખલ થાય છે અને યકૃતમાં હીપેટોસાઇટ્સને લક્ષ્ય બનાવે છે. તદુપરાંત, એસ. આઈ. આર. એન. એ. ઉપચારશાસ્ત્રમાં રાસાયણિક રીતે સુધારેલા ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ રાસાયણિક સ્થિરતા અને અસરકારકતામાં સુધારો કરે છે, ચોક્કસ કોષ પ્રકારોને લક્ષ્ય બનાવવામાં મદદ કરે છે અને પ્રતિકૂળ રોગપ્રતિકારક પ્રતિક્રિયાઓને ઘટાડવામાં મદદ કરે છે. નાના અણુઓ, કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ, એપ્ટેમર્સ, પેપ્ટાઇડ્સ અને એન્ટિબોડીઝ સહિતના વિવિધ લિગાન્ડ્સને સેલ્યુલર ગ્રહણમાં સુધારો કરવા અને ચોક્કસ સેલ પ્રકારોને લક્ષ્ય બનાવવા માટે એસ. આઈ. આર. એન. એ. સાથે સહસંયોજક રીતે જોડવામાં આવ્યા છે. ઉદાહરણ તરીકે, ગેલએનએસી-એસઆઈઆરએનએ સંયુગ્મ કેશનિક સામગ્રીની જરૂરિયાત વિના લિગાન્ડ આધારિત કોષ આંતરિકકરણ માટે માત્ર એક અભિગમ પ્રદાન કરતા નથી, પરંતુ ખાસ કરીને હેપેટોસાઇટ્સને પણ લક્ષ્ય બનાવે છે. ગેલએનએસી-સિરએનએ સંયુગ્મનો ઉપયોગ બીજી એફડીએ-મંજૂર સિરએનએ દવા, ગિવોસિરનમાં કરવામાં આવ્યો હતો, જે યકૃતમાં એએલએએસ 1 અભિવ્યક્તિને ડાઉન-રેગ્યુલેટ કરીને તીવ્ર યકૃત પોર્ફિરિયાની સારવાર માટે આપવામાં આવે છે. એએસઓ દવાઓ. પ્રથમ મંજૂર એન્ટિસેન્સ ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ (ASO) દવાનું 1998માં ફોમિવિરસેન સાથે અનાવરણ કરવામાં આવ્યું હતું, જે 21-મેર ઓલિગોન્યુક્લિયોટાઇડ્સ છે જે સાયટોમેગાલોવાયરસ mRNAના અનુવાદને અવરોધે છે. પૂર્વ-એમ. આર. એન. એ. અથવા એમ. આર. એન. એ. ને બાંધીને, એ. એસ. ઓ. પૂર્વ-એમ. આર. એન. એ. પ્રક્રિયા અને સ્પ્લિસિંગ, સ્પર્ધાત્મક અવરોધ, ટ્રાન્સલેશનલ મશીનરીની સ્ટેરિક નાકાબંધી અને બાઉન્ડ ટાર્ગેટ આર. એન. એ. ના અધઃપતન સહિત પદ્ધતિઓ દ્વારા પ્રોટીન સંશ્લેષણને અનુલેખન પછી નિયમન કરી શકે છે. એએસઓ ન્યુક્લિયોસાઇડ્સ, ન્યુક્લિયોબેઝ અને ઇન્ટર્નક્યુલોસાઇડ બેકબોનના રાસાયણિક ફેરફારો લક્ષ્ય આકર્ષણ અને અસરકારકતા જાળવી રાખીને ફાર્માકોકાઇનેટિક્સ અને ફાર્માકોડાયનેમિક્સમાં સુધારો કરવા માટે ચાવીરૂપ છે. ઉપચારાત્મક રીતે અસરકારક એ. એસ. ઓ. માં ભારે ફેરફાર કરવામાં આવે છે, તેથી તેમને અંતઃકોશિક વિતરણ માટે વાહકની જરૂર નથી. મોટાભાગના તબીબી રીતે લાગુ પડતા એ. એસ. ઓ. એ નગ્ન અણુઓ છે જે એન્ડોસાયટોસિસ દ્વારા કોષોમાં પ્રવેશ કરી શકે છે અને તેમના અંતઃકોશિક લક્ષ્યને બાંધીને તેમની ઉપચારાત્મક અસરો કરે છે. સુધારેલ વાયરલ વેક્ટર. લગભગ 70 ટકા જનીન ઉપચાર ક્લિનિકલ ટ્રાયલ્સે જનીન વિતરણના પગલા માટે વાયરલ વેક્ટરનો ઉપયોગ કર્યો છે. એડેનોવાયરસ, એડેનો-સંકળાયેલ વાયરસ (એએવી) અને લેન્ટીવાયરલ વેક્ટર હાલમાં બાયોટેકનોલોજી અને ક્લિનિકલ એપ્લિકેશન્સમાં ઉપયોગમાં લેવાતા મુખ્ય વાયરલ વેક્ટર છે. એએવી એ વાયરલ વેક્ટરમાં કરવામાં આવેલા સુધારાઓનું એક અગ્રણી ઉદાહરણ છે. વેક્ટર એન્જિનિયરિંગ એએવી ટ્રાન્સડક્શન કાર્યક્ષમતા (ટ્રાન્સજીન કેસેટને શ્રેષ્ઠ બનાવીને), વેક્ટર ટ્રોપિઝમ (કેપ્સિડ એન્જિનિયરિંગનો ઉપયોગ કરીને) અને યજમાન રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવને ટાળવા માટે કેપ્સિડ અને ટ્રાન્સજીનની ક્ષમતામાં વધારો કરી શકે છે (આનુવંશિક રીતે આ ઘટકોમાં ફેરફાર કરીને), તેમજ એએવીના મોટા પાયે ઉત્પાદનને શ્રેષ્ઠ બનાવી શકે છે. એએવી ઇજનેરીના અન્ય એક ઉદાહરણમાં, મશીન લર્નિંગને એએવી પ્રકારો પેદા કરવા માટે લાગુ કરવામાં આવ્યું છે જે અગાઉના સંપર્કથી રોગપ્રતિકારક પ્રતિભાવોને અવરોધી શકે છે. વાયરસ જેવા કણો. વાયરસ જેવા કણો (વી. એલ. પી.) એ વાયરલ પ્રોટીનની એસેમ્બલી છે જે વાયરલ આનુવંશિક સામગ્રી ઉપરાંત અથવા તેના બદલે એમ. આર. એન. એ., પ્રોટીન અથવા આર. એન. પી. જેવી કાર્ગો સામગ્રીને પેકેજ કરે છે. કારણ કે વીએલપી હાલના વાયરલ સ્કેફોલ્ડ્સમાંથી મેળવવામાં આવે છે, તેઓ વાયરસના કુદરતી ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરે છે જે કાર્યક્ષમ ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર ડિલિવરીને સક્ષમ કરે છે, જેમાં કાર્ગોને આવરી લેવાની, એન્ડોસોમ્સમાંથી છટકી જવાની અને વિવિધ કોષ પ્રકારોને લક્ષ્ય બનાવવા માટે ફરીથી પ્રોગ્રામ કરવાની તેમની ક્ષમતા શામેલ છે. જો કે, વાયરસથી વિપરીત, વીએલપી તેમના માલને ડીએનએને બદલે એમઆરએનએ અથવા પ્રોટીન તરીકે પહોંચાડી શકે છે, જે વાયરલ જીનોમ એકીકરણના જોખમોને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે. આમ વી. એલ. પી. જનીન સંપાદન એજન્ટો જેવા મોલેક્યુલર કાર્ગો પહોંચાડવા માટે રસ ધરાવે છે કારણ કે તેઓ વાયરલ અને બિન-વાયરલ બંને વિતરણના લાભો પ્રદાન કરી શકે છે. એન્જિનિયર્ડ ડીએનએ-મુક્ત વીએલપી તાજેતરમાં જનીન સંપાદનના હેતુ માટે સસ્તન પ્રાણીઓના કોષોમાં બેઝ એડિટર અથવા કેસ 9 રિબોન્યુક્લિયોપ્રોટીનને અસરકારક રીતે પેકેજ અને વિતરિત કરવા માટે દર્શાવવામાં આવ્યા છે. એવું નોંધવામાં આવ્યું હતું કે વીએલપી સાથે જનીન સંપાદન પ્રોટીનનું વિતરણ પ્લાઝમિડ અને વાયરલ ડિલિવરી ઇન વિટ્રોની તુલનામાં નોંધપાત્ર રીતે ન્યૂનતમ લક્ષ્ય સંપાદન પ્રદાન કરે છે. સંદર્ભો જનીન વિતરણ બાયોટેકનોલોજી