'Tak ve çalıştır' nanopartikülleri çeşitli biyolojik hedeflerin üstesinden gelmeyi kolaylaştırabilir
Araştırmacılar UC San Diego tümörler, virüsler veya toksinler gibi biyolojik varlıkları hedef alacak şekilde özelleştirilebilen modüler nanopartiküller geliştirdiler. Nanopartiküllerin yüzeyleri, biyolojik molekülleri barındıracak şekilde tasarlanmıştır ve nanopartiküllerin, hedeflenen ilaç dağıtımından nötrleştirici biyolojik ajanlara kadar uygulamalar için uygun hale getirilmesini mümkün kılar.
Bilim insanları, teknolojinin güzelliğinin basitliği ve verimliliğinde yattığını söylüyor. Araştırmacılar, her spesifik uygulama için yeni nanopartiküller üretmek yerine, modüler bir nanopartikül tabanı kullanabilir ve istenen biyolojik varlığı hedef alan proteinleri bağlayabilir. Geçmişte, farklı biyolojik hedefler için nanoparçacıklar oluşturmak, her seferinde baştan sona farklı bir sentetik süreçten geçmeyi gerektiriyordu. Ancak bu yeni teknikle aynı modüler nanopartikül bazı, bir dizi özel nanopartikül oluşturacak şekilde değiştirilebilir.
UC San Diego'da nanomühendis olan Liangfang Zhang, “Bu, işlevsel bir biyolojik nanoparçacığın hızlı bir şekilde değiştirilmesine olanak tanıyan bir tak ve çalıştır platform teknolojisidir” dedi.
Zhang ve ekibi çalışmalarını ayrıntılı bir şekilde detaylandırıyor ABD Ulusal Bilim Vakfı-desteklenen makale yayınlandı Doğa Nanoteknolojisi.
Modüler nanopartiküller, genetiği değiştirilmiş hücre zarlarıyla kaplanmış biyolojik olarak parçalanabilen polimer çekirdeklerden oluşur. Tasarımın anahtarı, SpyCatcher ve SpyTag olarak bilinen ve kendiliğinden ve özel olarak birbirine bağlanacak şekilde tasarlanmış bir çift sentetik proteindir. Bu çift, biyolojik araştırmalarda çeşitli proteinleri birleştirmek için yaygın olarak kullanılır. Bu çalışmada Zhang ve ekibi, proteinleri nanoparçacık yüzeyine kolaylıkla bağlayacak bir sistem oluşturmak için bu çiftten yararlandı.
Şu şekilde çalışıyor: SpyCatcher nanoparçacık yüzeyine gömülüyken SpyTag kimyasal olarak tümörleri veya virüsleri hedef alan bir proteine bağlıdır. SpyTag bağlantılı proteinler, SpyCatcher ile dekore edilmiş nanopartiküllerle karşılaştığında birbirlerine bağlanarak ilgili proteinlerin nanopartikül yüzeylerine bağlanmasını sağlar.
Örneğin tümörleri hedeflemek için SpyTag, tümör hücrelerini aramak üzere tasarlanmış bir proteine bağlanabilir. Bu SpyTag bağlantılı protein daha sonra nanopartiküle bağlanır. Hedef belirli bir virüse kayarsa süreç benzerdir: SpyTag'i virüsü hedef alan bir proteine bağlayın ve onu nanoparçacık yüzeyine yapıştırın.
Zhang, “Bu, herhangi bir biyolojik uygulama için nanoparçacıkların işlevselleştirilmesine yönelik akıcı ve basit bir yaklaşımdır” dedi. Araştırmacılar, hedefe yönelik ilaç dağıtımı için modüler nanoparçacık platformunu daha da geliştirmenin yollarını arıyor.