লক্ষ্যযুক্ত ওষুধ সরবরাহের জন্য কোষের প্রাকৃতিক বিতরণ ব্যবস্থা ব্যবহার করা

শরীরের প্রতিটি কোষের নিজস্ব অনন্য ডেলিভারি সিস্টেম রয়েছে, এবং বিজ্ঞানীরা এই সিস্টেমটিকে বৈপ্লবিক বায়োফার্মাসিউটিক্যালস – প্রোটিন, আরএনএ এবং দুটির সংমিশ্রণের মতো অণুগুলি – শরীরের নির্দিষ্ট রোগাক্রান্ত অংশে পৌঁছে দেওয়ার জন্য কাজ করছেন৷

একটি নতুন নর্থওয়েস্টার্ন ইউনিভার্সিটি অধ্যয়ন পরিবহন ব্যবস্থাকে হাইজ্যাক করে, ক্ষুদ্র ভাইরাস-আকারের পাত্রে প্রেরণ করে যা কোষকে লক্ষ্যবস্তুতে দক্ষতার সাথে ইঞ্জিনিয়ারড প্রোটিন সরবরাহ করে এবং কোষের জেনেটিক অভিব্যক্তিতে পরিবর্তন আনে। এই সাফল্যটি প্রকৌশলী প্রোটিনগুলিকে নির্দিষ্ট কোষের ঝিল্লি কাঠামোর দিকে যেতে উত্সাহিত করার মাধ্যমে এসেছে, যা গবেষকরা দেখেছেন যে প্রোটিনগুলি পাত্রে আটকে যাওয়ার সম্ভাবনা বাড়িয়েছে।

জুলাই মাসে পত্রিকায় প্রকাশিত প্রকৃতি যোগাযোগকাগজটি বিশ্বাস করে যে এই নতুন প্রযুক্তি প্রচার করা যেতে পারে এবং লক্ষ্যযুক্ত জৈবিক ওষুধ সরবরাহের লক্ষ্যের জন্য পথ প্রশস্ত করতে পারে।

গবেষণাটি গবেষকদের বায়োমেডিকাল উন্নয়নে একটি বড় বাধা সমাধানের এক ধাপ কাছাকাছি নিয়ে আসে, কীভাবে শরীরের ভঙ্গুর অণুগুলিকে রক্ষা করা যায় এবং সুস্থ কোষগুলিকে প্রভাবিত না করেই রোগীদের সঠিক রোগাক্রান্ত কোষে পৌঁছানো নিশ্চিত করা যায়।

গবেষণাটি নর্থওয়েস্টার্ন সেন্টার ফর সিনথেটিক বায়োলজির দুটি গবেষণাগারের কাজকে একত্রিত করেছে: বায়োমেডিকেল ইঞ্জিনিয়ার নেহা কামাত এবং রাসায়নিক ও জৈবিক প্রকৌশলী জোশ লিওনার্ড। কামাতের ল্যাবটি সিন্থেটিক জাহাজের নকশা এবং অন্যান্য কোষকে লক্ষ্য করে অণু নিয়ন্ত্রণের জন্য বায়োফিজিকাল নীতির ব্যবহারে দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। লিওনার্ডের ল্যাব এই প্রাকৃতিক ডেলিভারি জাহাজগুলি তৈরি করার জন্য সরঞ্জাম তৈরি করেছে, যাকে বলা হয় এক্সট্রা সেলুলার ভেসিকেলস (EVs)।

প্রোটিনগুলি কীভাবে নির্দিষ্ট ঝিল্লি কাঠামোতে স্থানীয়করণ করা হয় সে সম্পর্কে কিছু বায়োফিজিকাল অন্তর্দৃষ্টি প্রয়োগ করতে আমরা আগ্রহী যাতে আমরা এই প্রাকৃতিক ব্যবস্থাটিকে হাইজ্যাক করতে পারি। এই গবেষণায়, আমরা তাদের কার্যকারিতা বজায় রেখে খুব দক্ষতার সাথে এই ভেসিকেলগুলিতে ওষুধ লোড করার একটি সাধারণ পদ্ধতি আবিষ্কার করেছি। এটি আরও কার্যকর এবং সাশ্রয়ী মূল্যের এক্সট্রা সেলুলার ভেসিকল-ভিত্তিক বায়োফার্মাসিউটিক্যালস তৈরি করতে পারে।

নেহা কামাত, কাগজের সহ-সংশ্লিষ্ট লেখক এবং ম্যাককর্মিক স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সহযোগী অধ্যাপক

এই “কার্গো লোডিং” পদ্ধতির চাবিকাঠি হল কোষের ঝিল্লির সাইটগুলিকে লিপিড রাফ্ট বলা হয়। এই অঞ্চলগুলি ঝিল্লির অন্যান্য অংশের তুলনায় আরও কাঠামোগত এবং নির্ভরযোগ্যভাবে নির্দিষ্ট প্রোটিন এবং লিপিড ধারণ করে।

“কিছু লোক বিশ্বাস করে যে লিপিড রাফ্টগুলি বৈদ্যুতিক যানবাহনের উৎপত্তিতে ভূমিকা পালন করেছিল,” জাস্টিন পেরুজি বলেন, কামাটের ল্যাবের একজন ডক্টরাল ছাত্র যিনি টেলর গানেলের সাথে গবেষণার সহ-নেতৃত্ব করেছিলেন কারণ ইভি মেমব্রেনে একই লিপিড থাকে৷ যারা লিপিড র‍্যাফ্‌টে আছে তাদের কাজ এখনও চলছে, যখন পেরুজি, যিনি তার পিএইচডি সম্পন্ন করছেন, তিনি একটি প্রোটিন মেডিসিন কোম্পানিতে একজন বিজ্ঞানী হিসেবে কাজ করেন , তারা vesicles মধ্যে লোড করা হতে পারে, তাদের অন্যান্য কোষে বিতরণ করার অনুমতি দেয়. “

দলটি প্রোটিন লাইব্রেরি এবং ল্যাবরেটরি পরীক্ষাগুলি ব্যবহার করে তা নির্ধারণ করে যে লিপিড রাফ্ট অ্যাসোসিয়েশন ইভিতে প্রোটিন কার্গো লোড করার একটি কার্যকর পদ্ধতি, যা ভেসিকেলগুলিতে 240-গুণ বেশি প্রোটিন লোড করতে সক্ষম।

এই বায়োফিজিকাল নীতি আবিষ্কার করার পর, গবেষকরা পদ্ধতির একটি ব্যবহারিক প্রয়োগ প্রদর্শন করেছেন। তারা ট্রান্সক্রিপশন ফ্যাক্টর নামক প্রোটিন তৈরি করার জন্য কোষগুলিকে প্রকৌশলী করে, সেগুলিকে ইভিতে লোড করে এবং তারপর প্রাপক কোষের জিনের অভিব্যক্তি পরিবর্তন করার জন্য সেগুলিকে কোষে সরবরাহ করে। প্রোটিন ফাংশন আপস ছাড়া বিতরণ.

কামাট এবং লিওনার্ড বলেন, বৈদ্যুতিক যানবাহনে থেরাপিউটিক কার্গো লোড করার একটি বড় চ্যালেঞ্জ হল যে উৎপাদনকারী এবং গ্রহণকারী কোষগুলি প্রায়শই একে অপরের সাথে মতবিরোধে থাকে। উদাহরণস্বরূপ, EV-উৎপাদনকারী কোষগুলিতে, আপনি আপনার থেরাপিউটিক কার্গোকে মেমব্রেনের সাথে শক্তভাবে আবদ্ধ করতে ইঞ্জিনিয়ার করতে পারেন যাতে মুক্তি পেতে চলেছে এমন ইভিতে অ্যাক্সেস বাড়ানোর জন্য। যাইহোক, এই একই আচরণ প্রায়শই প্রাপক কক্ষে অবাঞ্ছিত হয়, যেখানে ঝিল্লিতে আটকে থাকা পণ্যসম্ভার কাজ করতে সক্ষম নাও হতে পারে। পরিবর্তে, আপনি ইভি ঝিল্লি থেকে কার্গোটি ছেড়ে দিতে চান এবং এর জৈবিক কার্য সম্পাদনের জন্য নিউক্লিয়াসে চলে যেতে পারেন। উত্তর হল বিপরীত কার্যকারিতা সহ পণ্য তৈরি করা।

“ইভি-ভিত্তিক ওষুধ তৈরি করার সময় যে সরঞ্জামগুলি বিপরীতমুখী ঝিল্লি সংযোজন সক্ষম করে তা খুব শক্তিশালী হতে পারে,” গানেলস বলেন, “যদিও আমরা এখনও সঠিক প্রক্রিয়া সম্পর্কে নিশ্চিত নই, আমরা আমাদের পদ্ধতির সাথে এই প্রত্যাবর্তনযোগ্যতার প্রমাণ দেখতে পাচ্ছি। আমরা প্রদর্শন করতে সক্ষম হয়েছি। যে লিপিড-প্রোটিন ইন্টারঅ্যাকশনের মাধ্যমে আমরা আমাদের মডেল থেরাপিউটিক কার্গো লোড করতে এবং কার্যকরীভাবে সরবরাহ করতে পারি, আমরা CRISPR জিন এডিটিং সিস্টেমের মতো থেরাপিউটিকভাবে প্রাসঙ্গিক অণুগুলিকে লোড করতে এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করতে আগ্রহী।

গবেষকরা বলছেন যে তারা ইমিউনোথেরাপি এবং পুনর্জন্মজনিত ওষুধের রোগের প্রয়োগের জন্য ড্রাগ কার্গো ব্যবহার করার এই পদ্ধতিটি চেষ্টা করতে আগ্রহী।

“যদি আমরা বৈদ্যুতিক যানবাহনে কার্যকরী বায়োফার্মাসিউটিক্যালস লোড করতে পারি যা এই জৈব অণুগুলিকে রোগগ্রস্ত কোষে সরবরাহ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, তবে আমরা বিভিন্ন রোগের চিকিত্সার দরজা খুলতে পারি।” সিস্টেমে আমরা যে সাধারণীকরণ লক্ষ্য করেছি তার কারণে, আমরা বিশ্বাস করি এই অধ্যয়নের ফলাফলগুলি বিভিন্ন রোগের রাজ্যের জন্য বিস্তৃত থেরাপিউটিক প্রদানের জন্য প্রয়োগ করা যেতে পারে। “

কাগজটি, “ইঞ্জিনযুক্ত প্রোটিন-লিপিড ইন্টারঅ্যাকশনের মাধ্যমে বর্ধিত এক্সট্রা সেলুলার ভেসিকল কার্গো লোডিং এবং কার্যকরী ডেলিভারি,” নর্থওয়েস্টার্ন ইউনিভার্সিটির ম্যাককর্মিক রিসার্চ ক্যাটালিস্ট প্রোগ্রাম, ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন (1844219 এবং 2145050 অনুদান) এবং NSF গ্র্যাজুয়েট রিসার্চ ফেলো দ্বারা সমর্থিত। 1842165)।