कैंसर: 'इंटेलिजेंट ड्रग डिलीवरी' चल रही है
नए शोध में सटीक स्तर के साथ ट्यूमर में एंटीकैंसर दवाओं के वितरण का मार्ग पहले कभी नहीं देखा गया है।
नई "इंटेलिजेंट ड्रग डिलीवरी" प्रणाली एक नैनोकोप्लस का उपयोग करती है जो केवल अपने ड्रग लोड को डिस्चार्ज करेगी जब यह सही क्रम में दो ट्यूमर संकेतों का सामना करता है।
"प्रूफ़-ऑफ़-थ्योरी" पेपर - अब जर्नल में प्रकाशित हुआ है रासायनिक विज्ञान - यह बताता है कि ट्यूमर के अंदर होने वाली दो स्थितियों के अनुक्रम के जवाब में सिस्टम ने सफलतापूर्वक कैसे प्रदर्शन किया।
पहली स्थिति एक विशेष दहलीज पर अम्लता में वृद्धि थी, और दूसरी ग्लूटाथियोन नामक पदार्थ की उपस्थिति थी, जिसके स्तर कुछ प्रकार के ट्यूमर में अधिक होते हैं।
इन दो स्थितियों को पूरा करते हुए - इस सटीक क्रम में - नैनोकैपुलस को सूचित करता है कि यह एक "मल्टीस्टेज ट्यूमर माइक्रोएन्वायरमेंट" में प्रवेश कर रहा है, जिससे यह अपने ड्रग लोड को जारी कर सकता है। यदि यह केवल एक स्थिति को पूरा करता है, या उन्हें रिवर्स ऑर्डर में मिलता है, तो यह दवा जारी नहीं करता है।
वरिष्ठ अध्ययन लेखक वी-हांग झू, शंघाई में पूर्वी चीन विश्वविद्यालय के विज्ञान और प्रौद्योगिकी के रसायन विज्ञान के एक प्रोफेसर, और उनकी टीम ने प्रयोगशाला कोशिकाओं में पहले प्रणाली का परीक्षण किया, और फिर जीवित चूहों में।
‘दवाओं की नई पीढ़ी’
नैनोकोप्लस अद्वितीय फ्लोरोसेंट मार्कर जारी करता है - एक जब यह पहली स्थिति से मिलता है, और दूसरा, अलग-अलग जब यह दूसरा मिलता है - जिसका मतलब है कि दवा वितरण की प्रगति का सटीक रूप से पालन किया जा सकता है जैसा कि ऐसा होता है।
यह अधिक सटीक निदान के लिए सिस्टम को "स्मार्ट फ्लोरोसेंट सेंसर" के रूप में उपयोग करने की संभावना को खोलता है।
प्रो। झू का कहना है कि उनका और उनके सहयोगियों का मानना है कि इस शोध से "नई पीढ़ी की दवाओं" का जन्म होगा, जिन्हें विशिष्ट उत्तेजनाओं के लिए तार्किक तरीके से जवाब देने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है।
एक कारण यह है कि उनकी नई प्रणाली ड्रग डिलीवरी को दूसरे स्तर पर ले जाती है, क्योंकि यह "अनुक्रम-आधारित और तर्क" का उपयोग करता है, न कि किसी भी रिलीज़ को ट्रिगर करने के लिए OR या तर्क।
एक वितरण प्रणाली जो OR या तर्क का उपयोग करती है वह दवा को तब जारी करती है जब यह उन स्थितियों में से किसी एक से मिलती है जिन्हें प्रतिक्रिया देने के लिए यह प्रोग्राम किया जाता है।
अनुक्रम-आधारित और तर्क के साथ, दूसरी ओर, सिस्टम केवल दवा जारी करता है जब दोनों स्थितियों को सही अनुक्रम में पूरा किया जाता है।
वैज्ञानिकों का सुझाव है कि यह दृष्टिकोण "विनाशकारी वातावरण और अवांछनीय बातचीत" से दवा को बेहतर ढंग से बचाता है और "जरूरत पड़ने पर" रिलीज के अधिक सटीक ट्रिगर को सुनिश्चित करता है।
यह काम किस प्रकार करता है
यद्यपि दवा वितरण प्रणाली को "ड्रग लोड को घेरने वाले नैनोकैपलू" के रूप में वर्णित करना सुविधाजनक है, लेकिन यह कड़ाई से काम नहीं करता है कि यह कैसे काम करता है।
प्रणाली में वास्तव में तीन भागों से बने लंबे अणु शामिल हैं। पहला एक फ्लोरोसेंट संकेत देता है, दूसरा एक "prodrug" है, और तीसरा एक "बहुलक पूंछ" है। जब यह मुक्त हो जाता है, तो यह प्रलोभन एंटीकैंसर दवा में चयापचय कर देता है।
यह पीएच, या अम्लता में परिवर्तन के लिए "अति-संवेदनशील" प्रतिक्रिया करता है। और जब यह रक्त प्रवाह (जहां अम्लता कम होता है) से ट्यूमर के वातावरण (जहां अम्लता अधिक होती है) में चला जाता है, यह पीएच में गिरावट की अनुभूति करता है।
जबकि पीएच क्रमादेशित सीमा से अधिक है, लंबे अणुओं का एक आकार होता है जिसे "मिसेल" कहा जाता है। यह एक गोले जैसा दिखता है, केंद्र में बाहरी और फ्लोरोसेंट इकाइयों पर सभी बहुलक पूंछ के साथ। इस गठन में, फ्लोरोसेंट सिग्नल को दबा दिया जाता है।
लेकिन जब मिसेल एक ऐसे वातावरण में प्रवेश करता है जिसमें पीएच एक निश्चित सीमा से नीचे आता है, तो गठन पूर्ववत हो जाता है और लंबे अणु ढीले हो जाते हैं।
पहली बात यह है कि फ्लोरोसेंट सिग्नल को अब दबाया नहीं जाएगा और इसका पता लगाया जा सकता है। यह बताता है कि AND (लॉजिक इन पीएच) की पहली शर्त पूरी हो चुकी है।
लंबे अणुओं को मुक्त करने से दूसरी स्थिति की अनुमति मिलती है, जब प्रभाव पड़ता है। इस मामले में, ग्लूटाथियोन के संपर्क में लंबे अणु और प्रलोभन के बीच लिंक होता है। एक बार लॉन्च करने के बाद, प्रलोभन सक्रिय एंटीकैंसर दवा में चयापचय करने के लिए स्वतंत्र है।
दो फ्लोरोसेंट सिग्नल
प्रोड्रस खो देने का मतलब है कि लंबे अणु छोटे हो जाते हैं, जिससे फ्लोरोसेंट सिग्नल के "रंग," या तरंग दैर्ध्य में बदलाव होता है - जो अभी भी उत्सर्जित हो रहा है - "हरे से बैंगनी-लाल तक।" यह संकेत देता है कि AND तर्क की दूसरी स्थिति सही क्रम में मिली है।
लेखक ध्यान दें कि यह दोहरी-तरंग दैर्ध्य प्रतिदीप्ति प्रणाली को "वास्तविक समय के तीन आयामी बायोइमेजिंग के लिए उपयुक्त" बनाती है, जो "सटीक रोग निदान के लिए विशेष रूप से संदिग्ध घावों के लिए शक्तिशाली उपकरण" हो सकता है।
जब टीम ने कोशिकाओं और जीवित चूहों में प्रणाली का परीक्षण किया, तो पता चला कि यह "उत्कृष्ट मल्टीस्टेज ट्यूमर लक्ष्यीकरण क्षमता" का प्रदर्शन करता है। चूहों में, यह "एंटीटूमर गतिविधि में महत्वपूर्ण वृद्धि [...] ट्यूमर के उन्मूलन के बारे में बताता है।"
"यह समझ-से-लॉजिक नैनोपब्रिक, सटीक प्रोग्रामेबल ड्रग डिलीवरी सिस्टम के लिए विवो इंटेलिजेंट बायोसेंसिंग प्रोब के विकास के लिए एक प्रोटोटाइप प्रदान करता है।"
वी-होंग झू
