நானோபோடிக்ஸ் - புற்று நோயைத் தாக்க ஒரு சிறந்த மற்றும் இலக்கு வழி

சமீபத்திய ஆய்வில், புற்றுநோயைக் குறிவைப்பதற்கான முழு தன்னாட்சி நானோபோடிக் அமைப்பை ஆராய்ச்சியாளர்கள் முதன்முறையாக உருவாக்கியுள்ளனர்.

நானோ மருத்துவத்தில் ஒரு பெரிய முன்னேற்றத்தில், நானோ தொழில்நுட்பத்தை மருத்துவத்துடன் இணைக்கும் துறையில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் மிகச் சிறிய, மூலக்கூறு அளவிலான நானோ துகள்களைப் பயன்படுத்தி (இயந்திரம் அல்லது ரோபோக்கள் ஒரு நானோமீட்டரின் நுண்ணிய அளவுகோலுக்கு அருகில் இருக்கும் இயந்திரம் அல்லது ரோபோக்கள்) சிகிச்சைக்கான புதிய வழிகளை உருவாக்கியுள்ளனர். இலக்கு புற்றுநோய்இல் வெளியிடப்பட்ட இந்த குறிப்பிடத்தக்க ஆய்வில் இயற்கை பயோடெக்னாலஜி.

டிஎன்ஏ ஓரிகமி நானோபோட்: மேஜிக் டிரான்ஸ்போர்ட்டர்

டிஎன்ஏ ஓரிகமி என்பது ஒரு டிஎன்ஏ ஒரு நானோ அளவிலான மட்டத்தில் மடிக்கப்பட்டு, மிகச்சிறிய அளவுகளில் செயலில் உள்ள கட்டமைப்புகளை உருவாக்கப் பயன்படுகிறது (ஓரிகமி காகித மடிப்புக் கலையில் உள்ளது). டிஎன்ஏ என்பது தகவல்களின் சிறந்த சேமிப்பகமாகும், இதனால் அதிலிருந்து கட்டமைக்கப்பட்ட கட்டமைப்புகள் தகவல் கேரியர்களாகப் பயன்படுத்தப்படலாம். இந்தத் திறனுக்கு ஏற்ப, இந்த டிஎன்ஏ நானோ துகள்கள் (அல்லது 'டிஎன்ஏ நானோரோபோட்கள்' அல்லது 'நானோரோபோட்கள்' அல்லது வெறுமனே 'நானோபாட்கள்') மனித உடலில் குறிப்பிட்ட பணிகளுக்காக சிறிய அளவிலான சரக்குகளை நகர்த்தலாம் மற்றும் ஏற்றலாம், இதனால் பலருக்கு ஏற்றது. நானோபோடிக் பயன்பாடுகள். அத்தகைய நானோபோட்டின் அளவு மனித முடியின் ஒரு இழையை விட 1000 மடங்கு சிறியது. இந்த நானோபாட்டிக்ஸ் துறை கடந்த இரண்டு தசாப்தங்களாக உற்சாகம் நிறைந்தது மற்றும் பல வல்லுநர்கள் டிஎன்ஏவை அடிப்படையாகக் கொண்ட நானோ அளவிலான கட்டமைப்புகளை உருவாக்குவதில் கவனம் செலுத்தி வருகின்றனர், இது மருத்துவத்தில் புரட்சியை ஏற்படுத்துவதற்காக அனைத்து வகையான வடிவங்கள் மற்றும் அளவுகளில் தங்களை மடித்துக் கொள்ள முடியும், குறிப்பாக சிகிச்சை மற்றும் மருந்து விநியோகம்.

நானோரோபோட் தொழில்நுட்பம் இப்போது பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது மற்றும் மருத்துவ இமேஜிங், சாதனங்கள், சென்சார்கள், ஆற்றல் அமைப்புகள் மற்றும் மருத்துவம் போன்ற துறைகளில் ஏற்கனவே புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளது. மருத்துவத்தில், நானோபோட்கள் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகள் உள்ளன, ஏனெனில் அவை எந்த தீங்கு விளைவிக்கும் செயல்களையும் உருவாக்காது, சாத்தியமான பக்க விளைவுகளை ஏற்படுத்தாது மற்றும் அவை உடலில் எந்தத் தளத்தை குறிவைத்து செயல்படுகின்றன என்பது மிகவும் குறிப்பிட்டது. நானோரோபோட்களின் வளர்ச்சிக்கான ஆரம்பச் செலவு அதிகமாக இருக்கலாம், ஆனால் வழக்கமான தொகுப்புச் செயலாக்கத்தின் மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் போது அதிக அளவில் செலவைக் குறைக்கிறது.மேலும், நானோரோபோட்களின் சிறிய அளவு பாக்டீரியா மற்றும் வைரஸ்களைக் குறிவைப்பதற்கு அவற்றைச் சிறந்ததாக ஆக்குகிறது. மேலும், ஒரு சிறிய நானோரோபோட் உடலுக்குள் மிக எளிதாக செலுத்தப்படலாம், மேலும் அது இரத்தத்தில் (சுற்றோட்ட அமைப்பு) எளிதில் மிதந்து, பிரச்சனைகளைக் கண்டறிந்து சிகிச்சை அளிக்க உதவுகிறது. புற்றுநோய் ஆராய்ச்சியில் நானோபோட்டுகள் அதிக முக்கியத்துவம் பெற்றுள்ளன, ஏனெனில் அவை கீமோதெரபிக்கு வலியற்ற மாற்றாக இருக்கலாம், இல்லையெனில் மிகவும் மன அழுத்தம் மற்றும் நோயாளியின் மீது மிகப்பெரிய தனிப்பட்ட மற்றும் நிதிச் சுமையை ஏற்படுத்துகிறது. கீமோதெரபி என்பது புற்றுநோய்க்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கான கடுமையான வழி மட்டுமல்ல, புற்றுநோய் செல்களைத் தாக்குவதைத் தவிர, இந்த செயல்முறை உடல் முழுவதும் பல பக்க விளைவுகளை ஏற்படுத்துகிறது. ஆயினும்கூட, புற்றுநோய் என்று அழைக்கப்படும் இந்த உயிருக்கு ஆபத்தான நோய்க்கு சிகிச்சையளிப்பதற்கான கீமோதெரபிக்கு எந்த புதிய மாற்றையும் விஞ்ஞானத்தால் கண்டுபிடிக்க முடியவில்லை. நானோபோட்கள் இன்னும் திறமையான, புத்திசாலித்தனமான மற்றும் இலக்கு மாற்றுத் தாக்கும் புற்றுநோயாக இருப்பதன் மூலம் வரும் ஆண்டுகளில் இந்த சூழ்நிலையை மாற்றும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன.

புற்றுநோயைக் குறிவைத்தல்

இந்த சமீபத்திய ஆய்வில், அரிசோனா ஸ்டேட் யுனிவர்சிட்டி, யுஎஸ்ஏ மற்றும் நேஷனல் சென்டர் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான ஒத்துழைப்பு நானோ பெய்ஜிங்கில் உள்ள சீன அறிவியல் அகாடமியின் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பம், ஆரோக்கியமான செல்கள் எதற்கும் தீங்கு விளைவிக்காத அதே வேளையில், உடலில் உள்ள புற்றுநோய்க் கட்டிகளை தீவிரமாகத் தேடி அழிக்கும் தானியங்கி நானோபோட்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் வெற்றிகரமாக வடிவமைத்து, உருவாக்கி, கவனமாகக் கட்டுப்படுத்தியுள்ளனர். இரண்டு தசாப்தங்களுக்கும் மேலாக நானோ விஞ்ஞானிகளை துன்புறுத்திய பல சவால்களை அவர்கள் மிகவும் எளிமையான மற்றும் நேரடியான உத்தியை வடிவமைத்து பயன்படுத்தி, கட்டியை தேடி அழிக்கின்றனர். டிஎன்ஏ-அடிப்படையிலான நானோபோட்களைப் பயன்படுத்தி கட்டி உயிரணுவில் இரத்த உறைதலைத் தூண்டுவதன் மூலம் கட்டி உயிரணுவில் இரத்த விநியோகத்தை குறிப்பாக துண்டிப்பதே உத்தி. எனவே, அவர்கள் எளிமையான ஒன்றைப் பற்றி யோசித்தனர் - தட்டையான, நானோ அளவிலான டிஎன்ஏ ஓரிகமி நானோபோட்டின் மேற்பரப்பில் ஒரு முக்கிய இரத்த உறைவு நொதியை (த்ரோம்பின் என்று அழைக்கப்படுகிறது) இணைக்கவும். த்ரோம்பின் சராசரியாக நான்கு மூலக்கூறுகள் தட்டையான மேற்பரப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன டிஎன்ஏ 90nm மற்றும் 60nm அளவுள்ள ஓரிகமி தாள். இந்த தட்டையான தாள் ஒரு தாள் போல் மடித்து நானோபோட்களை ஒரு வெற்று குழாய் வடிவில் உருவாக்குகிறது. இந்த நானோபோட்டுகள் ஒரு சுட்டிக்குள் செலுத்தப்பட்டன (அவை ஆக்கிரமிப்பு கட்டி வளர்ச்சியுடன் தூண்டப்பட்டன), அவை இரத்த ஓட்டம் முழுவதும் பயணித்து அதன் இலக்கான கட்டிகளை அடைந்து பிணைத்தன. பின்னர், நானோபாட்டின் சரக்கு - த்ரோம்பின் என்சைம் - விநியோகிக்கப்படுகிறது, இதனால் கட்டி இரத்த ஓட்டத்தைத் தடுக்கிறது. கட்டி வளர்ச்சிக்கு உணவளிக்கும் பாத்திரங்களுக்குள் இரத்தம் உறைதல், கட்டி திசுக்களின் அழிவு அல்லது உயிரணு இறப்பு ஆகியவற்றை உருவாக்குகிறது. இந்த முழு செயல்முறையும், சுவாரஸ்யமாக மிக விரைவாக நடக்கிறது மற்றும் நானோபோட்டுகள் உட்செலுத்தப்பட்ட சில மணிநேரங்களுக்குள் கட்டியைச் சுற்றி வருகின்றன. 36 மணிநேர ஊசிக்குப் பிறகு அனைத்து கட்டி உயிரணுக்களிலும் மேம்பட்ட இரத்த உறைவுக்கான சான்றுகள் காணப்பட்டன.

மேலும், நானோபோட்டின் மேற்பரப்பில் (டிஎன்ஏ அப்டேமர் என அழைக்கப்படும்) ஒரு சிறப்பு பேலோடைச் சேர்ப்பதில் ஆசிரியர்கள் கவனித்துக் கொண்டனர், இது குறிப்பாக நியூக்ளியோலின் எனப்படும் புரதத்தை குறிவைக்கும், இது கட்டி உயிரணுக்களின் மேற்பரப்பில் மட்டுமே அதிக அளவில் தயாரிக்கப்படுகிறது, இதனால் குறைக்கப்படுகிறது. நானோபோட்டுகள் ஆரோக்கியமான செல்களை பூஜ்ஜியத்திற்கு தாக்கும் வாய்ப்புகள் உள்ளன. இந்த நானோபோட்டுகள் கட்டி செல்களைக் குறைத்து அழிப்பது மட்டுமல்லாமல், தொலைதூரத்தில் உள்ள இரண்டாம் நிலை புற்றுநோய் வளர்ச்சியைத் தடுக்கிறது.

பாதுகாப்பு மற்றும் செயல்திறன்

நானோபோட்டுகள் பாதுகாப்பானவை என்றும், எலிகள் மற்றும் பன்றிகள் ஆகியவற்றில் பயன்படுத்துவதற்கு நோய் எதிர்ப்பு சக்தியற்றவை என்றும் ஆசிரியர்கள் வலியுறுத்துகின்றனர். எனவே, அவை பாதுகாப்பானதாகவும், தேவையற்ற பக்கவிளைவுகள் ஏதுமின்றி கட்டிகளைக் குறிவைத்து சுருங்கிவிடுவதற்கும் பயனுள்ளவையாகக் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளன. பெரும்பாலான நானோபோட்கள் 24 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு உடலில் இருந்து சிதைந்து, அழிக்கப்படுவதைக் காண முடிந்தது. நானோபாட்களை 'பிரதி செய்யும் நானோபாட்கள்' மாதிரியில் வடிவமைக்க முடியும் என்றாலும், சில பிரதிகள் தயாரிக்கப்பட்டு மற்ற நானோபாட்கள் சுயமாக உருவாக்கப்படுவதால், செலவைக் குறைக்கும் வகையில் இது புரிந்துகொள்ளத்தக்கது, அத்தகைய அணுகுமுறை சிறப்பு சூழ்நிலைகளில் மட்டுமே பயன்படுத்தப்பட வேண்டும் என்பது தெளிவாகிறது. . மருத்துவத் துறையைப் பொறுத்த வரையில், ஒரு முட்டாள்தனமான கொல்லும்-சுவிட்சும் இருக்க வேண்டும், அதனால் எந்தவொரு தீவிர சூழ்நிலையையும் பேணாமல் இருக்க வேண்டும். மருத்துவத்தில் நானோபாட்களை தவறாகப் பயன்படுத்துவதைத் தவிர்க்க சட்ட அதிகாரிகள் விதிமுறைகளை உருவாக்க வேண்டும், எடுத்துக்காட்டாக ஆயுதம் கொண்ட நானோபோட்டுகள். அனைத்து காரணிகளையும் எடைபோடும்போது, ​​​​நானோபோட்களின் செயல்திறன் நம்மை கவனிக்காமல் இருக்க முடியாத ஒரு புள்ளிக்கு கொண்டு வருகிறது மற்றும் அவற்றின் சாத்தியமான நானோபோட்களைப் பார்ப்பது எதிர்காலத்தில் மருத்துவத்தின் இன்றியமையாத அங்கமாக இருக்கும்.

இதேபோன்ற அணுகுமுறை மனிதர்களிடமும் பயன்படுத்தப்படலாம், ஏனெனில் இந்த அமைப்பு ஒரு முதன்மை சுட்டி நுரையீரல் புற்றுநோய் மாதிரியிலும் சோதிக்கப்பட்டது என்று ஆசிரியர்கள் காட்டியுள்ளனர் - இது நுரையீரலின் மனித மருத்துவப் போக்கைப் பிரதிபலிக்கிறது. புற்றுநோய் நோயாளிகள்- மற்றும் இரண்டு வார சிகிச்சைக்குப் பிறகு கட்டியின் பின்னடைவைக் காட்டியது. மேலும், இந்த ஆய்வுகள் எலிகள் மீது நடத்தப்பட்டன, மேலும் இரண்டு வாரங்களுக்குள் மார்பக புற்றுநோய்கள், மெலனோமா, கருப்பை மற்றும் நுரையீரல் புற்றுநோய்களில் இதேபோன்ற நிரூபிக்கக்கூடிய விளைவு விலங்குகளில் காணப்பட்டது. எவ்வாறாயினும், இதேபோன்ற முடிவுகளின் நம்பகத்தன்மையை உறுதிப்படுத்த மனிதர்களில் ஆய்வு செய்யப்பட வேண்டும் மற்றும் அதை அடைவதற்கு வலுவான மருத்துவ பரிசோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும்.

புற்றுநோயைத் தாக்குவதற்கு மிகவும் புத்திசாலித்தனமான மற்றும் இலக்கு வழி

புற்றுநோய் சிகிச்சையின் முக்கிய சவால்களில் ஒன்று, புற்றுநோய் கட்டி செல்கள் மற்றும் சாதாரண, ஆரோக்கியமான உடல் செல்களை கவனமாகவும் சரியாகவும் வேறுபடுத்துவதாகும். கட்டி உயிரணுக்களை அகற்றுவதற்கும் கொல்வதற்கும் வழக்கமான அணுகுமுறை - கீமோதெரபி மற்றும் கதிர்வீச்சு சிகிச்சை - சாதாரண உடல் செல்களுடன் தொடர்பு கொள்ளாமல் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கட்டி செல்களை குறிவைக்க முடியவில்லை. எனவே, கீமோதெரபி மற்றும் கதிர்வீச்சு சிகிச்சையானது சிறிய மற்றும் பெரிய பக்க விளைவுகளை ஏற்படுத்துகிறது, இதில் உறுப்பு சேதம் உட்பட, புற்றுநோய்க்கான சிகிச்சை மிகவும் பலவீனமாக உள்ளது, இதனால் நோயாளிகளிடையே உயிர்வாழும் விகிதம் குறைவு. இந்த ஆய்வில் விவரிக்கப்பட்டவை போன்ற நானோபோட்டுகள் பாலூட்டிகளில் முதன்முதலில் உள்ளன, அவை கட்டி செல்களை அடையாளம் காணவும் அவற்றின் வளர்ச்சி மற்றும் பெருக்கத்தைக் குறைக்கவும் மிகவும் வலிமையானவை மற்றும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். பல வகையான புற்றுநோய்களுக்கு துல்லியமான மற்றும் இலக்கு வைக்கப்பட்ட புற்றுநோய் சிகிச்சைக்கு இந்த டிஎன்ஏ ரோபோடிக் அமைப்பு பயன்படுத்தப்படலாம், ஏனெனில் அனைத்து திடமான கட்டிகளுக்கு உணவளிக்கும் இரத்த நாளங்களும் அடிப்படையில் ஒரே மாதிரியானவை.

இந்த ஆராய்ச்சி எதிர்காலத்தில் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களைப் பயன்படுத்தி நடைமுறை மருத்துவ தீர்வுகளை சிந்திக்கவும் திட்டமிடவும் வழி வகுத்துள்ளது. புற்றுநோய் ஆராய்ச்சியின் இறுதி இலக்கு, திடமான கட்டிகளை வெற்றிகரமாக அழிப்பதாகும், கடுமையான பக்க விளைவுகள் மற்றும் குறைக்கப்பட்ட மெட்டாஸ்டாசிஸ். இந்த ஆய்வைப் பார்க்கும்போது, ​​புற்றுநோயைச் சமாளிப்பதற்கான இறுதி இலக்கை அடைவதற்கு தற்போதைய உத்தி சிறந்ததாக இருக்கும் எதிர்காலத்திற்கான மகத்தான நம்பிக்கையை நாம் காண்கிறோம். புற்றுநோய் மட்டுமல்ல, இந்த உத்தியானது பல நோய்களுக்கான சிகிச்சைக்கான மருந்து விநியோக தளமாகவும் உருவாக்கப்படலாம், ஏனெனில் இந்த அணுகுமுறையானது நானோபோட்களின் கட்டமைப்பை மாற்றியமைத்து ஏற்றப்பட்ட சரக்குகளை மாற்றும். மேலும், மனித உடல் மற்றும் மூளையின் சிக்கலான தன்மையை மேலும் புரிந்துகொள்ள நானோபோட்டுகள் நமக்கு உதவும். இது வலியற்ற மற்றும் ஆக்கிரமிப்பு இல்லாத அறுவைசிகிச்சைகளைச் செய்வதற்கும், மிகவும் சிக்கலான அறுவை சிகிச்சைகளைச் செய்வதற்கும் உதவும். அனுமானமாக இந்த கட்டத்தில், அவற்றின் அளவு காரணமாக நானோபாட்கள் மூளை செல்கள் வழியாக உலாவவும், மேலும் ஆராய்ச்சிக்குத் தேவையான அனைத்து தகவல்களையும் உருவாக்க முடியும். எதிர்காலத்தில், இரண்டு தசாப்தங்களுக்குப் பிறகு, ஒரு நானோபோட்டின் ஒரு ஊசி மட்டுமே நோய்களை முற்றிலும் குணப்படுத்த முடியும்.

***

{மேற்கோள் காட்டப்பட்ட ஆதாரங்களின் பட்டியலில் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள DOI இணைப்பைக் கிளிக் செய்வதன் மூலம் அசல் ஆய்வுக் கட்டுரையைப் படிக்கலாம்}

ஆதாரம் (ங்கள்)

Li S et al 2018. ஒரு டிஎன்ஏ நானோரோபோட் விவோவில் ஒரு மூலக்கூறு தூண்டுதலுக்கு பதிலளிக்கும் வகையில் புற்றுநோய் சிகிச்சையாக செயல்படுகிறது. இயற்கை பயோடெக்னாலஜி. https://doi.org/10.1038/nbt.4071