Protein nanoparticles
புரத நானோ தொழில்நுட்பம் என்பது வளர்ந்து வரும் ஆராய்ச்சித் துறையாகும், இது புரதங்களின் பல்வேறு இயற்பியல் வேதியியல் பண்புகளை நானோ அளவிலான தொழில்நுட்பத்துடன் ஒருங்கிணைக்கிறது. இந்தத் துறை மருந்து ஆராய்ச்சியில் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டு, புரதம் (அல்லது புரதம் அடிப்படையிலான) நானோ துகள்கள் (பி. என். பி) என்று அழைக்கப்படும் நானோ துகள்களின் புதிய வகைப்பாட்டிற்கு வழிவகுத்தது. அதிக உயிரியல் இணக்கம், உயிரியல் சிதைவு மற்றும் குறைந்த நச்சுத்தன்மை போன்ற சாதகமான மருந்தக இயக்கவியல் பண்புகள் காரணமாக பிஎன்பிக்கள் குறிப்பிடத்தக்க ஆர்வத்தைப் பெற்றன, இந்த பண்புகள் செயற்கை என். பி. க்கள் மருந்து விநியோக உத்திகளால் எதிர்கொள்ளும் சவால்களை சமாளிக்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. குறைந்த உயிர் கிடைக்கும் தன்மை, மெதுவான வெளியேற்ற விகிதம், அதிக நச்சுத்தன்மை மற்றும் விலையுயர்ந்த உற்பத்தி செயல்முறை உள்ளிட்ட இந்த தற்போதைய சவால்கள், புற்றுநோயியல், தெரானோஸ்டிக்ஸ் மற்றும் மருத்துவ மொழிபெயர்ப்பு ஆராய்ச்சியில் கணிசமான சிகிச்சை முன்னேற்றங்களுக்கு கதவைத் திறக்கும். பிஎன்பிகளின் மருத்துவ மொழிபெயர்ப்புக்கு இந்தத் துறையில் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றம் தேவைப்படுகிறது. 2022 ஆம் ஆண்டு நிலவரப்படி, ஒரு பி. என். பி சூத்திரம் (அப்ராக்சேன்) மற்றும் ஐந்து வி. எல். பி. க்கள் (கார்டாசில், செராவிக்ஸ், மோஸ்குரிக்ஸ், அறிவியல்-பி-வாக், கார்டாசில் 9) மட்டுமே மருத்துவ பயன்பாட்டிற்காக எஃப். டி. ஏவால் அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளன. பிஎன்பி சூத்திரங்களின் எஃப். டி. ஏ ஒப்புதல் பிஎன்பி-களுக்கும் உயிரியல் சூழலுக்கும் இடையிலான இன்-விவோ தொடர்புகளிலிருந்து எழும் சிக்கல்களால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, இது அவற்றின் பாதுகாப்பு அல்லது செயல்பாட்டை பாதிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, பி. என். பி. க்கள் புரத இணக்க மாற்றங்களுக்கு உட்படலாம், புரத கரோனாவை உருவாக்கலாம் அல்லது வீக்கத்தைத் தூண்டலாம் மற்றும் நோயாளியின் நல்வாழ்வுக்கு ஆபத்தை ஏற்படுத்தலாம். தொகுப்பு முறைகள் பி. என். பி. களின் சாதகமான பண்புகளைப் பயன்படுத்திக் கொள்ள, பி. என். பி தொகுப்பு முறைகளில் முன்னேற்றங்கள் பரவலாக ஆராயப்படுகின்றன. தற்போதுள்ள முறைகள் (சோனோகெமிஸ்ட்ரி, வெப்ப சிதைவு மற்றும் கூழ்மம்/ஹைட்ரோதெர்மல்/மைக்ரோ எமல்ஷன் முறைகள்) முறையான நச்சுத்தன்மைக்கு பங்களிக்கின்றன மற்றும் ஹைட்ரோஃபிலிக் மருந்துகளுக்கு மட்டுப்படுத்தப்பட்டிருப்பதால் முன்னேற்றங்கள் அல்லது புதிய தொகுப்பு முறைகளின் வளர்ச்சி விரும்பத்தக்கது. இதன் விளைவாக, சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் இந்த சவால்களை சமாளிக்கவும் வணிக அளவிலான உற்பத்தியை அடையவும் முயல்கின்றன. கூடுதலாக, எலக்ட்ரோஸ்பிரே அல்லது டெசோல்வேஷன் போன்ற புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட பிஎன்பி தொகுப்பு முறைகள் பாரம்பரிய நானோ துகள்கள் முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது மிகவும் நிலையான அணுகுமுறையை வழங்குகின்றன. செயற்கை நானோ துகள்களைப் போலல்லாமல், பி. என். பி. க்கள் லேசான நிலைமைகளின் கீழ் மற்றும் நச்சு இரசாயனங்கள் அல்லது கரிம கரைப்பான்கள் இல்லாமல் ஒருங்கிணைக்கப்படலாம். பி. என். பி. களும் இயற்கையாகவே பெறப்பட்டவை மற்றும் எளிதில் சீரழிக்கக்கூடியவை. ஆயினும்கூட, இந்த நன்மைகள் மற்றும் புதிய தொகுப்பு முறைகள் சேர்க்கப்பட்ட போதிலும், முறைகள் ஒப்பீட்டளவில் விலையுயர்ந்தவை மற்றும் பி. என். பி அளவை முழுமையாகக் கட்டுப்படுத்துவதில்லை, பயோமெடிசின் புரத வகைகளில் அவற்றின் பயன்பாட்டை பெரிதும் கட்டுப்படுத்துகின்றன. அவை பெரும்பாலும் விலங்கு மற்றும் தாவர மூலங்களிலிருந்து இயற்கையாகவே பெறப்படுகின்றன. அதன்படி, விலங்கு புரதங்களின் பொதுவாக பகிரப்பட்ட நன்மைகளில் அதிக உயிரியல் இணக்கம், உயிரியல் சிதைவு, நோயெதிர்ப்பு திறன் இல்லாதது, மருந்து ஏற்றுதல் செயல்திறன், செல் உறிஞ்சுதல் மற்றும் எளிதான மற்றும் செலவு குறைந்த உற்பத்தி ஆகியவை அடங்கும். கீழே உள்ள அட்டவணை 2 முதல் 4 வரை பி. என். பி தொகுப்பில் பயன்படுத்தப்படும் பொதுவான புரதங்களை தொகுக்கின்றன. பி. என். பி. களின் வகைகள் அதிக உயிரியல் இணக்கம், நோயெதிர்ப்பு அல்லாத தன்மை, அதிக மருந்து செயல்திறன், அதிக உயிரியல் சிதைவு மற்றும் அதிக உயிரணு உறிஞ்சுதல் போன்ற ஒத்த இயற்பியல் பண்புகளைப் பகிர்ந்து கொள்கின்றன. முறையான உடல் செயல்பாட்டிற்குத் தேவையான புரதங்கள் ஏராளமாக இருப்பதால், திசுக்கள் மற்றும் உயிரணுக்களில் புரதங்களைப் புதுப்பிப்பதற்கான செயல்முறைகளை உடல் உருவாக்கியுள்ளது. பிஎன்பிகள் இந்த இயற்கையான செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்தி அவற்றின் செல்லுலார் உறிஞ்சுதலை மேம்படுத்துகின்றன. இந்த மிகுதியும் இயற்கையான ஆதாரமும் புரதங்களின் தொடர்ச்சியான சுத்திகரிப்பும் நோயெதிர்ப்பு மறுமொழிகளைக் குறைத்து உடலில் குறைந்த நச்சுத்தன்மையை உருவாக்குகின்றன. பி. என். பி. க்கள் சீரழிந்தால், திசுக்கள் அமினோ அமிலங்களை ஆற்றல் அல்லது புரத உற்பத்தியில் ஒருங்கிணைக்கிறது. புரத நானோ துகள்களின் மாற்றங்கள் துகள் நிலைத்தன்மையை அதிகரிக்கவும், சீரழிவைக் குறைக்கவும், சாதகமான பண்புகளை மேம்படுத்தவும் பி. என். பி. க்களை வேதியியல் ரீதியாக மாற்றியமைக்கலாம். குறுக்கு இணைப்பு என்பது செயற்கை அல்லது இயற்கையான குறுக்கு இணைப்பிகளைப் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு பொதுவான மாற்றமாகும். இயற்கையான குறுக்கு-இணைப்பிகள் செயற்கை குறுக்கு-இணைப்பிகளை விட கணிசமாக குறைவான நச்சுத்தன்மை கொண்டவை. பிஎன்பிகளை மாற்றியமைப்பதில் உந்து காரணிகள் அவற்றின் மேற்பரப்பு பண்புகளிலிருந்து (மேற்பரப்பு கட்டணம், ஹைட்ரோபோபிசிட்டி, செயல்பாட்டுக் குழுக்கள் போன்றவை) உருவாகின்றன. செயல்பாட்டுக் குழுக்கள் இலக்கு மருந்து விநியோகத்திற்காக திசு-குறிப்பிட்ட ஈந்தணைவிகளுடன் பிணைக்கப்படலாம். செயல்பாட்டு ஈந்தணைவிகளில் புரத ஏற்பிகள், ஆன்டிபாடிகள் மற்றும் சிறிய பெப்டைடுகள் இருக்கலாம். தசைநார் பிணைப்பின் நோக்கம் பிஎன்பியை இலக்கு உயிரணுக்களுக்கு வழிநடத்துவதாகும், இதன் மூலம் முறையான நச்சுத்தன்மையைக் குறைக்கிறது, மேலும் திசுக்களுக்குள் பிஎன்பியின் தக்கவைப்பு மற்றும் வெளியேற்றத்தை மேம்படுத்துகிறது. பிஎன்பி மாற்றத்திற்கான உகந்த தசைநார் இலக்கு கலத்தைப் பொறுத்தது. ஈந்தணைவிகளுடன் ஒரு பி. என். பி மேற்பரப்பை மாற்றியமைப்பது இரசாயன இணைப்பின் மூலம் அடையப்படலாம், இருப்பினும் இமேஜிங் மற்றும் நோயெதிர்ப்பு செயல்பாட்டிற்கான பெப்டைடுகளுக்கான இரசாயன சாயங்களும் இணைக்கப்படலாம் [11,33,34]. ஒரு உதாரணம், மார்பக புற்றுநோய் செல்களை குறிவைக்கும் தசைநார் எதிர்ப்பு மனித எபிடெர்மல் வளர்ச்சி காரணி ஏற்பி 2 ஆகும். பின்வருபவை தசைநார் மாற்றங்கள் மற்றும் அவற்றின் சிகிச்சை பயன்பாடுகளின் கூடுதல் பயன்பாடுகளை வழங்குகிறது [12]. இரசாயன இணைப்புக்கு கூடுதலாக, மரபணு மாற்றம் பி. என். பி மேற்பரப்புடன் மாற்றியமைக்கும் புரத மோனோமர்களின் நேரடி இணைப்பை எளிதாக்கும். இது ஒரு இணை-அசெம்பிளி மற்றும் நேரடி இணைப்புகள் அல்லது பெரிய புரதங்களுடன் இருக்கும் சவால்களுக்கு ஒரு தீர்வாக அமைகிறது. பெரிய புரதங்களை பி. என். பி. களுடன் இணைப்பது சுய-அசெம்பிளி செயல்முறையில் தலையிடுகிறது மற்றும் ஸ்டெரிக் தொடர்புகளைத் தூண்டுகிறது. இருப்பினும், சிறிய புரத இணைப்புகள் பொதுவாக புரத NP களால் பொறுத்துக்கொள்ளப்படுகின்றன. புரத மோனோமர்களின் மரபணு மாற்றத்தின் மூலம் நேரடி இணைப்புக்கு ஒரு குறிப்பிடத்தக்க வரம்பு என்னவென்றால், அது பல கூறுகளின் இணைப்புக்கு இடமளிக்க முடியாது. பிஎன்பி அசெம்பிளியைத் தொடர்ந்து பிஎன்பி மேற்பரப்புக்கு ஒரு தள-குறிப்பிட்ட சகப்பிணைப்பை வழங்குவதன் மூலம் நொதி பிணைப்பு இந்த வரம்பை சமாளிக்க உதவுகிறது. இந்த உத்தி இணைக்கப்பட்ட புரதங்களின் அடர்த்தி மற்றும் விகிதங்கள் மீது அதிக கட்டுப்பாட்டை வழங்க முடியும். விஎல்பி-களின் மாற்றம் அவற்றின் நானோகேஜ் கட்டமைப்பின் காரணமாக தனித்துவமானது. கூண்டு கட்டமைப்புகளைக் கொண்ட பிஎன்பிகள் அவற்றின் உட்புறத்தில் செயல்பாட்டு கூறுகளை முழுமையாக இணைக்க முடியும், இது இணை-இணைத்தல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. விஎல்பி கூண்டுகளுக்குள் மருந்து அடைப்பு இரண்டு செயல்முறைகள் மூலம் ஏற்படலாம். இந்த முதல் செயல்முறை இன்-விட்ரோவில் நிகழ்கிறது, மேலும் கூண்டைப் பிரித்து, மருந்து கூறுகள் இருப்பதால் அதை மீண்டும் இணைக்க வேண்டும் [8]. ஏற்றுதல் செயல்திறன் நிலைமின்னியல் தொடர்புகள் மூலம் பாதிக்கப்படுவதால், விஎல்பி கூண்டு சுய அசெம்பிளியில் தலையிடாமல் மருந்து சேர்மங்களை முழுமையாக இணைக்க முடியாது. மற்றொரு செயல்முறை மருந்து கூறுகளை இன்-விவோவில் இணைப்பதாகும். இது விஎல்பி கூண்டின் உட்புறத்தில் மருந்து கூறுகளின் நேரடி மரபணு இணைப்பை உள்ளடக்கியது. இந்த செயல்முறை கூண்டின் உட்புறத்திற்கு நேரடியாக இணைப்பதற்கான மருந்துகளை வழிநடத்துகிறது. சிகிச்சையளிக்கும் மருந்து விநியோக பயன்பாடுகள் பி. என். பி. களின் அதிக உயிரியல் இணக்கம், அதிக உயிரியல் சிதைவு, அதிக மாற்றம், குறைந்த நச்சுத்தன்மை, அதிக உயிரணு உறிஞ்சுதல் மற்றும் விரைவான வெளியேற்றம் விகிதம் போன்ற சாதகமான மருந்தக இயக்கவியல் பண்புகளின் அகலம் காரணமாக, பி. என். பி. க்கள் புற்றுநோய் எதிர்ப்பு சிகிச்சைக்கு முக்கிய வேட்பாளர்கள். முந்தைய புற்றுநோய் எதிர்ப்பு சிகிச்சைகள் கட்டிகளுக்குள் செயலற்ற முறையில் குவிக்க மேம்பட்ட ஊடுருவக்கூடிய விளைவை நம்பியிருந்தன. முக்கியமான மருந்து செயல்திறன் நிலைகளை அடைய தேவையான அதிக செறிவுகள் காரணமாக இது அதிக நச்சுத்தன்மைக்கு வழிவகுத்தது. புதிய உத்திகள் பி. என். பி. க்கள் ஈந்தணைவிகள் மற்றும் தள-குறிப்பிட்ட புரத ஏற்பிகளின் இணைப்பு மூலம் கட்டி நுண் சூழலை தீவிரமாக குறிவைக்க அனுமதிக்கின்றன. செயலில் இலக்கு வைப்பது ஒரு பயனுள்ள அளவை வழங்கத் தேவையான மருந்துகளின் மொத்த செறிவைக் குறைக்கிறது, இதன் மூலம் முறையான பக்க விளைவுகளைக் குறைக்கிறது. செயலில் உள்ள கட்டி இலக்கைத் தவிர, பி. எச், வெப்பநிலை அல்லது நொதி செறிவு போன்ற மாறிவரும் வெளிப்புற சூழல்களுக்கு பதிலளிக்க பி. என். பி. க்கள் வடிவமைக்கப்படலாம். கட்டி நுண் சூழல் சற்று அமிலத்தன்மை கொண்டது, எனவே பி. என். பி. க்கள் குறிப்பிட்ட கட்டி உடலியல் நிலைமைகளின் கீழ் மட்டுமே தங்கள் மருந்து சரக்குகளை வெளியிட வடிவமைக்கப்படலாம். மற்றொரு பயன்பாடு ஒளி வெப்ப அல்லது ஒளி இயக்கவியல் சிகிச்சை ஆகும். பி. என். பி. க்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கட்டி நுண் சூழலில் குவிந்து பின்னர் 1064 என். எம் அலைநீள லேசரைப் பயன்படுத்தி கதிர்வீச்சு செய்யப்படுகின்றன. ஒளி ஆற்றல் வெப்ப ஆற்றலாக மாற்றப்பட்டு, கட்டி வளர்ச்சியைத் தடுக்க கட்டி நுண் சூழலின் வெப்பநிலையை அதிகரிக்கிறது. ஃபெரிட்டின் அதன் உயர் வெப்ப நிலைத்தன்மை காரணமாக இந்த பயன்பாட்டிற்கு சாதகமான புரதமாகும். இன்-விவோ இமேஜிங் என்பது பி. என். பி. களின் மற்றொரு பயன்பாடாகும். பி. என். பி. க்கள் ஃப்ளோரசன்ட் சாயங்களை எடுத்துச் செல்ல முடியும், அவை கட்டி நுண்ணுயிரியில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட அளவில் குவிகின்றன. இது முக்கியமானது, ஏனென்றால் கட்டி இமேஜிங்கிற்கான நிலையான புரதமான கிரீன் ஃப்ளோரசன்ட் புரதத்தின் குறிப்பிடத்தக்க வரம்பு, அதன் போதிய ஆழமான திசு ஊடுருவல் ஆகும். அவற்றின் சிறிய அளவு காரணமாக, பி. என். பி. க்கள் இந்த சவாலை சமாளித்து, மேலும் துல்லியமான கட்டி இமேஜிங்கை வழங்குவதன் மூலம் திசுக்களுக்குள் ஆழமாக ஒளிரும் சாயங்களை வழங்க முடியும். அடுத்தடுத்த ஸ்கேனிங்கிற்காக கட்டி நுண்ணுயிரிகளுக்கு காந்த கூறுகளை எடுத்துச் செல்லும் பி. என். பி. களைப் பயன்படுத்தி எம். ஆர். ஐ இமேஜிங்கிற்கும் இந்த உத்தி பயன்படுத்தப்படலாம். நோய்த்தடுப்பு கூறுகளை சுமந்து செல்லும் விஎல்பி மூலம் தடுப்பூசி உருவாக்கம் பிற பயன்பாடுகளில் அடங்கும். விஎல்பிக்கள் எந்த குறைக்கப்பட்ட மரபணு பொருட்களையும் எடுத்துச் செல்லாததால், இந்த தடுப்பூசிகள் பாதுகாப்பான மாற்றாக உள்ளன, குறிப்பாக நோயெதிர்ப்பு குறைபாடுள்ள அல்லது வயதானவர்களுக்கு. பி. என். பி. க்கள் இரத்த-மூளைத் தடையை கடக்க முடியும் என்பதால் நரம்பியல் நோய்களுக்கும் சிகிச்சையளிக்கலாம் [28]. கடைசியாக. கண் சொட்டுகளை விட கண்ணில் பி. என். பி. க்கள் கணிசமாக நீண்ட சுழற்சி நேரத்தைக் கொண்டிருப்பதால், கண் மருந்து விநியோகத்திற்குள் பி. என். பி. க்கள் பயன்பாடுகளைக் காணலாம். மருந்து விநியோக சவால்கள் மற்றும் ஒழுங்குமுறைகள் பி. என். பி. களின் ஏராளமான மருந்தக இயக்கவியல் நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், அவற்றின் மருத்துவ மொழிபெயர்ப்புக்கு பல முக்கியமான சவால்கள் உள்ளன. இன்றுவரை (2022) 50 க்கும் மேற்பட்ட பிஎன்பி சூத்திரங்கள் இருந்தபோதிலும், இரண்டு பிஎன்பிக்கள் மட்டுமே எஃப். டி. ஏ-அங்கீகரிக்கப்பட்டுள்ளன. எஃப். டி. ஏ-ஆல் அங்கீகரிக்கப்பட்ட இரண்டு மருந்துகளில் ஆப்ராக்சேன், மார்பக புற்றுநோய், சிறிய செல் அல்லாத நுரையீரல் புற்றுநோய் மற்றும் கணைய புற்றுநோய் சிகிச்சைக்கு பயன்படுத்தப்படும் பாக்லிடாக்சலை சுமந்து செல்லும் ஆல்புமின் நானோ துகள்கள் அடங்கும். இரண்டாவது எஃப். டி. ஏ-அங்கீகரிக்கப்பட்ட பி. என். பி ஒன்டாக் ஆகும், இது எல்-2 மற்றும் டிப்தீரியா நச்சுத்தன்மையை சுமந்து செல்லும் புரத இணைப்பாகும், இது சரும டி-செல் லிம்போமாவுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது. அங்கீகரிக்கப்பட்ட இரண்டு சூத்திரங்களும் கீழே உள்ள அட்டவணை 5 இல் சுருக்கமாக உள்ளன. பி. என். பி. களின் குறைந்த ஒப்புதல் விகிதம் மருந்து இணைப்பின் மீது தற்போதுள்ள மட்டுப்படுத்தப்பட்ட கட்டுப்பாடு மற்றும் பி. என். பி தொகுதிகளுக்கு இடையிலான மருந்தக இயக்கவியல் மாறுபாடு காரணமாகும். இந்த இரண்டு பண்புகளின் மீண்டும் மீண்டும் நிகழக்கூடிய தன்மை மற்றும் அவற்றின் உறவினர் தொடர்புகள் ஆகிய இரண்டையும் சமநிலைப்படுத்துவது முக்கியம், ஏனெனில் இது அவற்றின் மருத்துவ விளைவுகளின் முன்கணிப்பு, அதிக நோயாளி பாதுகாப்பு மற்றும் புரத ஏற்றுதல் ஆகியவை பி. என். பியின் பண்புகளில் தலையிடாது என்பதை உறுதி செய்கிறது. மற்றொரு வரம்பு பெரிய அளவிலான உற்பத்தியின் செலவு மற்றும் திறனைச் சுற்றி உள்ளது. உற்பத்தி செய்யப்பட்ட நானோ துகள்களுக்கு இடையில் அதிக ஒற்றுமையை வழங்கக்கூடிய பல தொகுப்பு முறைகளும் அதிக விலையுயர்ந்த விருப்பங்களாகும் அல்லது வெகுஜன உற்பத்தியை அடைய முடியாது. இந்த வரம்பு பி. என். பி உற்பத்தியின் குறைந்த விளைச்சலால் அதிகரிக்கிறது. இது பரந்த மருத்துவ தத்தெடுப்புக்கு பி. என். பி. க்கள் கிடைப்பதை கட்டுப்படுத்துகிறது [20,29]. குறிப்புகள் புரதச் சேர்மங்கள் நானோ தொழில்நுட்பம்