बायोटेक
गोलाकार न्यूक्लिक एसिड कीमोथेरेपी डिलीवरी में नाटकीय रूप से सुधार करते हैं
नैनोटेक्नोलॉजी-ड्रिवन थेरेप्यूटिक डिलीवरी इन कैंसर
हमारी कैंसर की समझ पिछले कुछ दशकों में बहुत बढ़ गई है, जिससे विभिन्न अणुओं की खोज हुई है जो कैंसर कोशिकाओं को मार सकते हैं। समस्या यह है, हालांकि, कि कैंसर कोशिकाएं अभी भी शरीर का हिस्सा हैं, भले ही वे असामान्य रूप से कार्य करती हैं और अंततः शरीर की अन्य कोशिकाओं को मार देंगी।
इसका मतलब है कि कैंसर कोशिकाओं को मारने वाली同एक ही दवाएं शरीर की अन्य कोशिकाओं के लिए भी बहुत जहरीली हो सकती हैं। इसके अलावा, कैंसर कोशिकाओं की चयापचय और आनुवंशिक विसंगतियां अक्सर उनके द्वारा उपयोगी रसायनों के अवशोषण को बाधित करती हैं।
दोनों कारणों से, कैंसर कोशिकाओं में कैंसर दवाओं को वितरित करने की प्रक्रिया दवा की प्रभावशीलता की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण हो सकती है। इस तरह, न केवल नकारात्मक दुष्प्रभाव कम हो जाते हैं, बल्कि उपचार पर्याप्त रूप से कुशल होता है ताकि मरीज को बचाया जा सके।
सटीक लक्ष्यीकरण भी कैंसर के वापस आने के जोखिम को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि उच्च दक्षता का अर्थ है कि उपचार से छिपने वाली शेष कैंसर कोशिकाओं की संभावना कम होती है।
एक विशेष रूप से आशाजनक वितरण विधि गोलाकार न्यूक्लिक एसिड (एसएनए) का उपयोग करती है, जो एक नए प्रकार का नैनो-अणु है जो शरीर द्वारा अच्छी तरह से सहन किया जाता है। नॉर्थवेस्टर्न विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने हाल ही में प्रदर्शित किया कि एसएनए एक ल्यूकेमिया दवा की दक्षता को क्रांतिकारी रूप से बढ़ा सकते हैं।
उन्होंने अपने परिणामों को एससी एनैनो में प्रकाशित किया, जिसका शीर्षक “कीमोथेरेप्यूटिक स्फेरिकल न्यूक्लिक एसिड” है।
कैंसर ड्रग डिलीवरी में चुनौतियां
कैंसर से बचने की दर में वृद्धि का एक बड़ा हिस्सा पिछले 2 दशकों में कैंसर उपचारों के लिए बेहतर वितरण प्रणालियों से जुड़ा हुआ है। उदाहरण के लिए, एंटीबॉडी, विशेष रूप से मोनोक्लोनल एंटीबॉडी, कई कैंसर प्रकारों के लिए सर्वोत्तम चिकित्सीय विकल्पों में से एक बन गई हैं।
एक अन्य विकल्प जैविक अणुओं या नैनोकणों का उपयोग करके एक निष्क्रिय दवा लक्ष्यीकरण प्रणाली है, जो विशेष रूप से कैंसर कोशिकाओं को लक्षित करती है।
स्रोत: MDPI
जबकि एंटीबॉडी पिछले वर्षों में ऑन्कोलॉजी में स्पॉटलाइट में थी, एक बढ़ती हुई विकल्प नैनोटेक्नोलॉजी है, जिसमें विशेष रूप से तैयार किए गए नैनोकण होते हैं जो सीधे कैंसर कोशिकाओं से जुड़ सकते हैं और कीमोथेरेपी को कोशिका की झिल्ली से परे पहुंचा सकते हैं।
स्रोत: MDPI
गोलाकार न्यूक्लिक एसिड (एसएनए)
इस अध्ययन में शोधकर्ताओं ने लिपोसोमल स्फेरिकल न्यूक्लिक एसिड (एसएनए) निर्माणों का उपयोग किया। वे एक नैनोकण कोर से बने होते हैं, जो एक घने और उच्च रूप से उन्मुख न्यूक्लिक एसिड की व्यवस्था से घिरा होता है।
स्रोत: नेचर
एसएनए को पहली बार 1996 में नॉर्थवेस्टर्न विश्वविद्यालय में चाड मिरकिन द्वारा बनाया गया था, जो इस अध्ययन के प्रमुख शोधकर्ता भी हैं।
विभिन्न एसएनए बनाए जा सकते हैं नैनोकण कोर (सोना, चांदी, सिलिका, लिपोसोम, प्रोटीन, आदि) और न्यूक्लिक एसिड (डीएनए, आरएनए, आदि) की अनुक्रम की प्रकृति को बदलकर।
स्रोत: कैंसर
संरचनात्मक नैनोमेडिसिन: ड्रग डिलीवरी में एक नई युग
पिछले अध्ययनों में, यह पता चला था कि कोशिकाएं एसएनए को पहचानती हैं और उन्हें अंदर आमंत्रित करती हैं। अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि कैंसर कोशिकाएं, उनकी अत्यधिक गतिविधि के कारण, एसएनए को स्वस्थ कोशिकाओं की तुलना में बहुत अधिक दर से अवशोषित करती हैं।
इसलिए, कैंसर कोशिकाओं की प्रकृति उन्हें एसएनए के प्रति अधिक प्रतिक्रियाशील बनाती है।
“अधिकांश कोशिकाओं में उनकी सतह पर स्केवेंजर रिसेप्टर होते हैं। लेकिन मायलॉइड कोशिकाएं इन रिसेप्टर्स को अधिक अभिव्यक्त करती हैं, इसलिए उनमें और भी अधिक होते हैं।
यदि वे एक अणु को पहचानते हैं, तो वे इसे कोशिका में खींच लेंगे। एसएनए को कोशिकाओं में बलपूर्वक अपना रास्ता बनाने के बजाय, उन्हें इन रिसेप्टर्स द्वारा प्राकृतिक रूप से अवशोषित किया जाता है।”
यह संरचनात्मक नैनोमेडिसिन के समग्र बढ़ते क्षेत्र का हिस्सा है, जो नैनोमेडिसिन के साथ मानव शरीर के साथ बातचीत करने के लिए सटीक संरचनात्मक और रचनात्मक नियंत्रण का उपयोग करता है।
वर्तमान में 7 एसएनए-आधारित चिकित्साएं न केवल कैंसर, बल्कि संक्रामक रोगों, न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों और ऑटोइम्यून रोगों के लिए भी नैदानिक परीक्षणों में हैं।
प्री-क्लिनिकल परिणाम इन एक्यूट मायलॉयड ल्यूकेमिया (एएमएल)
कीमोथेरेपी एसएनए का निर्माण
शोधकर्ताओं ने ल्यूकेमिया के उपचार के लिए अपने लिपोसोमल एसएनए का परीक्षण किया। उन्होंने 5-फ्लूरोरासिल (5-एफयू) का उपयोग किया, जिसके साथ एसएनए का न्यूक्लिक एसिड घटक 10 इकाइयों से बना था जो रासायनिक रूप से जुड़े हुए थे
स्रोत: एसीएस पब्लिकेशन
पारंपरिक कीमोथेरेपी 5-एफयू अक्सर कैंसर कोशिकाओं तक कुशलता से पहुंचने में विफल रहती है। यह कई समस्याग्रस्त कीमोथेरेपी के दुष्प्रभावों का कारण भी बन सकती है: मतली, थकान, और दुर्लभ मामलों में, यहां तक कि हृदय विफलता भी हो सकती है।
समस्या न केवल दवा की विषाक्तता है, बल्कि उपचार का केवल 1% ही शरीर में घुल जाता है। इसलिए, यह गुच्छे या ठोस रूप में रहता है, और शरीर इसे कुशलता से अवशोषित नहीं कर पाता है।
हम सभी जानते हैं कि कीमोथेरेपी अक्सर भयंकर रूप से विषाक्त होती है। लेकिन बहुत से लोग यह नहीं समझते हैं कि यह अक्सर खराब घुलनशील भी होती है, इसलिए हमें इसे पानी में घुलनशील रूप में बदलने और प्रभावी ढंग से वितरित करने के तरीके खोजने होंगे।”
मायलॉइड कोशिकाओं (जो ल्यूकेमिया का कारण बनती हैं) द्वारा एसएनए रिसेप्टर्स की अधिक अभिव्यक्ति का अर्थ है कि 5-एफयू की एक कम खुराक अभी भी कैंसर कोशिकाओं तक पहुंचेगी, लेकिन स्वस्थ कोशिकाओं तक एक बहुत कम खुराक पहुंचेगी।
एक अतिरिक्त बोनस यह है कि लिपोसोम एसएनए बहुत घुलनशील हैं, जो इस समस्या को भी दूर करते हैं।
“आज के कीमोथेरेप्यूटिक्स हर चीज़ को मारते हैं जो वे मिलते हैं। इसलिए, वे कैंसर कोशिकाओं को मारते हैं, लेकिन स्वस्थ कोशिकाओं को भी मारते हैं। हमारी संरचनात्मक नैनोमेडिसिन विशेष रूप से मायलॉइड कोशिकाओं की तलाश करती है।
संपूर्ण शरीर को कीमोथेरेपी से भरने के बजाय, यह सटीक रूप से वहीं पहुंचाता है जहां इसकी आवश्यकता होती है।”
एसएनए डिलीवरी के साथ दक्षता लाभ
एसएनए के माध्यम से 5-एफयू की डिलीवरी कोशिकाओं के अंदर 12.5 गुना अधिक है जितनी कि एसएनए के बिना। अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि एक इन विट्रो अध्ययन में, 4 ऑर्डर (>1,000x) में वृद्धि हुई।
चूहों में, जो मानव ल्यूकेमिया का अनुकरण करते हैं, कीमोथेरेप्यूटिक एसएनए की एंटीट्यूमर दक्षता 5-एफयू की तुलना में 59 गुना अधिक थी। शायद अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि चूहों ने एसएनए के साथ उपचार के दौरान 5-एफयू के दुष्प्रभावों में से कोई भी प्रदर्शन नहीं किया।
“जानवरों के मॉडल में, हमने दिखाया कि हम ट्यूमर को रोक सकते हैं।
यदि यह मानव रोगियों में अनुवादित होता है, तो यह एक बहुत ही रोमांचक प्रगति है। इसका अर्थ होगा अधिक प्रभावी कीमोथेरेपी, बेहतर प्रतिक्रिया दर और कम दुष्प्रभाव।”
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| मीट्रिक | मुक्त 5-एफयू (मानक) | एसएनए-वितरित 5-एफयू (लिपोसोमल एसएनए) |
|---|---|---|
| कोशिका अवशोषण (एएमएल कोशिकाएं) | 1× (बेसलाइन) | ~12.5× अधिक |
| इन विट्रो सेल-किलिंग पोटेंसी | 1× (बेसलाइन) | Up to ~10,000× अधिक |
| चूहों में एंटीट्यूमर दक्षता (एएमएल मॉडल) | 1× (बेसलाइन) | ~59× अधिक ट्यूमर कमी |
| देखा गया विषाक्तता/दुष्प्रभाव (अध्ययन में) | 5-एफयू के महत्वपूर्ण ज्ञात दुष्प्रभाव (मतली, थकान, कार्डियोटॉक्सिसिटी) | मूल्यांकन किए गए पैरामीटर में कोई स्पष्ट विषाक्तता नहीं देखी गई (चूहे का अध्ययन) |
एसएनए के भविष्य के नैदानिक और व्यावसायिक अनुप्रयोग
एसएनए कीमोथेरेपी दवाओं के लिए एक बहुत ही आशाजनक वितरण तंत्र बन रहे हैं।
अगला कदम शायद इसी जानवर मॉडल पर अन्य दवाओं को देखना होगा, यह देखने के लिए कि क्या परिणाम और भी बेहतर हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक अन्य कीमोथेरेपी दवा जो अपनी विषाक्तता समस्याओं के लिए जानी जाती है लेकिन कोशिकाओं को मारने में बहुत प्रभावी है, एसएनए के साथ सहनशील या लगभग हानिरहित हो सकती है, जबकि कैंसर कोशिकाओं को मारने में और भी अधिक सक्षम हो सकती है।
लंबी अवधि में, वास्तविक रोगियों में इस प्रौद्योगिकी की संभावना का मूल्यांकन करने के लिए मानव अध्ययन किए जाने की आवश्यकता होगी। यह अक्सर एक महंगी प्रक्रिया है, जो चरण I (स्वस्थ लोगों का परीक्षण यह देखने के लिए कि क्या वे दवा को सहन कर सकते हैं) से शुरू होती है चरण III (वास्तविक कैंसर रोगियों पर परीक्षण) तक।
व्यावसायीकरण और एसएनए स्टार्टअप
कैंसरवैक्स
चाड ए मिरकिन, इस अध्ययन के प्रमुख वैज्ञानिक और एसएनए के खोजकर्ता, फ्लैशपॉइंट थेरेप्यूटिक्स के वैज्ञानिक संस्थापक भी हैं, जो एसएनए को मानव चिकित्सीय अनुप्रयोगों में तैनात करने के लिए समर्पित एक कंपनी है।
वे 9 इन विवो अध्ययनों से दावा करते हैं कि एसएनए में 35 गुना बेहतर डिलीवरी, 80 गुना मजबूत प्रतिरक्षा सक्रियण और 6.5 गुना अधिक ट्यूमर कोशिकाओं द्वारा टी-कोशिकाओं की हत्या दिखाते हैं। एसएनए 60 से अधिक प्रकार की कोशिकाओं द्वारा अवशोषित किया जा सकता है।
स्रोत: फ्लैशपॉइंट थेरेप्यूटिक्स
कंपनी ने कैंसरवैक्स के साथ एक अनुसंधान समझौता की घोषणा की है, जो शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली का उपयोग करके कैंसर से लड़ने के लिए एक सार्वभौमिक कैंसर उपचार मंच विकसित कर रही है।
कैंसरवैक्स में प्रत्यक्ष निवेश केवल मान्यता प्राप्त निवेशकों के लिए संभव है, लेकिन एक इक्विटी फंडरेज़ क्राउडफंडिंग भी चल रही है, जो सभी प्रकार के निवेशकों के लिए खुली है, $2.1/शेयर पर, कंपनी को $80M से अधिक के मूल्यांकन पर रखा है।
“कैंसरवैक्स के सार्वभौमिक कैंसर उपचार मंच को कैंसर कोशिकाओं का पता लगाने और चिह्नित करने के लिए सटीक, बहु-घटक वितरण की आवश्यकता होती है।
हमारी प्रौद्योगिकी इस चुनौती के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है, जो स्मार्ट मआरएनए पेलोड को वितरित और वितरित करने की क्षमता प्रदान करती है जो इस आशाजनक चिकित्सीय दृष्टिकोण को साकार करने के लिए आवश्यक दक्षता और सटीकता के साथ।”
कैंसर के अलावा, एसएनए का उपयोग सीआरआईएसपीआर-आधारित चिकित्साओं के लिए वितरण के लिए भी किया जा सकता है।
एलएनपी-एसएनए ने कोशिकाओं में तीन गुना अधिक प्रभावी ढंग से प्रवेश किया, कम विषाक्तता का कारण बना, जीन संपादन की दक्षता को तीन गुना बढ़ा दिया, और सटीक डीएनए मरम्मत को 60% से अधिक बढ़ा दिया, मानक लिपिड नैनोकण वितरण प्रणालियों की तुलना में।
कुल मिलाकर, एसएनए निश्चित रूप से उस बिंदु पर पहुंच रहे हैं जहां वे इन विट्रो और इन विवो जानवरों के अध्ययनों से एक बहुत ही आशाजनक प्रौद्योगिकी हैं, और कैंसर, जीन थेरेपी, और अन्य प्रमुख चिकित्सीय अनुप्रयोगों के लिए मानव अनुप्रयोगों का अन्वेषण करने के लिए तैयार हैं।
उनके पास सीआरआईएसपीआर जैसी अन्य सटीक चिकित्साओं और प्रौद्योगिकियों के उद्भव से भी लाभ होगा, जो एसएनए की संभावना को बढ़ाएंगी।
अध्ययन संदर्भित
1 टाओकुन लुओ, यंग जून किम, झेन्यू हान, जेओंगमिन ह्वांग, स्नेहा कुमारी, विंजेन्ज़ मेयर, अलेक्स कुशिंग, रोजर ए रोमेरो, चाड ए मिरकिन। कीमोथेरेप्यूटिक स्फेरिकल न्यूक्लिक एसिड। एसीएस नैनो वोल 19/इश्यू 44. 29 अक्टूबर, 2025. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c16609
