برترین کاربران هفتگی این مقاله

از ۱۳۹۷/۰۶/۲۴ تا ۱۳۹۷/۰۶/۳۰

هیچ کاربری در این بازه زمانی وجود ندارد

آمار مقاله
  • بازدید کل ۱۱,۸۴۴
  • بازدید این ماه ۳۲۹
  • بازدید امروز ۶
آمار آزمون مقاله
  • کل شرکت کنندگان ۸۶
  • قبول شدگان ۶۲
  • شرکت کنندگان یکتا ۴۵
  • میانگین درصد شرکت کنندگان ۷۰
واژه نامه فناوری نانو

نانو

nano

پيشوندي به معناي يک بيليونم يا (000،000،000،1/1). در متون فناوري‌نانو، معمولا براي مشخص کردن يک واحد اندازه‌گيري برابر با 10 به توان منفي 9 متر استفاده مي‌شود.

سطح مقاله

پیشرفته 1

نویسندگان
کلمات کلیدی
امتیاز کاربران

نانوذرات پروتئینی در دارورسانی (1): پروتئین‌های حیوانی

یکی از حوزه های تحقیقاتی مهم و اساسی در نانوپزشکی پروتئین ها و پپتیدها هستند. نانوساختارهای ساخته شده از پروتئین ها و پپتیدها کاربردهای فراوانی در تشخیص و درمان های پزشکی دارند. خصوصیات مناسب نانوذرات پروتئینی آنها را به عنوان یکی از گزینه های مهم در دارورسانی مطرح کرده است. امکان تولید آسان و ارزان قیمت، ظرفیت اتصال بالا به دارو، هدفمندسازی و قابلیت برداشت آسان توسط سلول به همراه زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری از جمله ویژگی های مطلوب نانوذرات پروتئینی جهت مصارف دارورسانی هستند. در این مقاله به بررسی نقش و اهمیت انواع پروتئین های حیوانی در نانوپزشکی و مزایای مختلف این بیومولکول ها جهت تهیه حامل های دارورسانی پرداخته شد.
1-مقدمه
یکی از حوزه های تحقیقاتی مهم و اساسی در نانوپزشکی پروتئین ها و پپتیدها هستند. در حال حاضر متخصصین حوزه های مختلف در نانوپزشکی، نانوبیوتکنولوژی، داروسازی، سم شناسی، ایمنی شناسی و سایر رشته های علوم پزشکی به بررسی ابعاد مختلف این بیومولکول های حیاتی از جمله درک برهمکنش نانوساختارهای حاصل از آنها با بدن و کاربرد آنها در زمینه های تشخیصی و درمانی مشغولند. بر همین اساس در 3 مقاله پیش رو به بررسی انواع نانوذرات پروتئینی، خصوصیات آن ها و مزایا و محدودیت های آنها جهت کاربرد در پزشکی به ویژه در دارورسانی خواهیم پرداخت.

2-نانوپزشکی وپروتئین ها
2- 1-نانوپزشکی و پروتئین ها در حوزه درمان
بسیاری از پروتئین ها و پپتید ها مانند انسولین، واکسن ها، آنتی بادی ها و پروتئین های نوترکیب مختلف مصرف دارویی و درمانی داشته و از جمله حوزه های مهم تحقیقاتی در نانوپزشکی، توسعه سیستم های نوین دارورسانی جهت بهبود عملکرد و ویژگی های آنهاست.
از طرف دیگر یکی از مهم ترین چالش های پیش روی فرمولاسیون های نانودارویی، برهمکنش پروتئین های مختلف خون با آنها و تشکیل یک تاج پروتئینی(Protein corona) در اطراف نانوذره است که در عملکرد نهایی نانوذره نقش مهمی دارد (شکل 1). از جمله این پروتئینها، پروتئین های سیستم ایمنی شامل آنتی بادی ها و سیستم کمپلمان است. تلاش های گسترده ای در جهت کنترل بر همکنش فرمولاسیون های دارویی با انواع پروتئین ها به ویژه پروتئین های سیستم ایمنی جهت بهبود عملکرد نانودارو در حال انجام است.

filereader.php?p1=main_777d45bbbcdf50d49
شکل 1. تاج پروتئینی نانوذرات: تشکیل تاج پروتئینی در اطراف نانوذرات هدفمند شده با ترانسفرین باعث پوشاندن دومین اتصالی ترانسفرین و ممانعت از اتصال آن به سطح سلول هدف می شود

همچنین پپتیدها و پروتئین های مختلف جهت هدفمند سازی نانوذرات حاوی دارو به بافت یا بافت های هدف مانند بافت توموری مورد توجه هستند، که از جمله آنها پپتیدهای نفود کننده به سلول (CPP= Cell penetrating peptides)، آنتی بادی ها و پپتیدهای فاژی هستند (شکل2). در نهایت نانوذرات پروتئینی خود به عنوان حامل دارویی، از سیستم های دارورسانی نوین هستند. داروی آبراکسان که نانوذرات آلبومین حاوی داروی ضد سرطان پاکلی تاکسل است در سال های اخیر مورد تایید سازمان های معتبر بین المللی مربوطه قرار گرفته و روند رشد قابل توجه فروش سالانه این دارو وکارایی آن در درمان سرطان های مختلف توجه بسیاری از محققین را به این سیستم های دارو رسانی جلب کرده است.

filereader.php?p1=main_13264068d108c6901
شکل 2. پپتیدهای نفوذکننده به سلول: الف. پپتیدهای نفوذ کننده به سلول با مکانیسم های مختلف به طور مستقیم یا از مسیرهای اندسیتوزی وارد سلول شده و می توانند محموله متصل به خود را وارد سلول کنند. ب. پپتید TAT ویروس ایدز یکی از پپتیدهای نفوذ کننده به سلول بوده که در مطالعات مختلف جهت ورود نانوذرات به سلول ها مورد استفاده و بررسی قرار گرفته است.

2-2- نانوپزشکی و پروتئین ها در حوزه تشخیص
پروتئین ها از طرفی خود عوامل مهم در تشخیص بیماری ها بوده و از طرف دیگر در ساخت سنسورها جهت تشخیص سایر بیماری ها مورد استفاده می گیرند. نانوبیوسنسورهای مختلفی جهت تشخیص انواع پروتئین ها ، آنتی بادی ها ، آنتی ژن ها و بیو مارکرها در حال بررسی بوده و عواملی مانند آنتی بادی ها و آنزیم ها جهت تشخیص بیماری استفاده می شوند. به عنوان مثال آنتی بادی ها جهت تشخیص انواع بیماری های ویروسی و آنزیم گلوکز اکسیداز در ساخت نانوبیوسنسورهای گلوکز استفاده می شود(شکل 3).

filereader.php?p1=main_eccbc87e4b5ce2fe2

شکل 3. نانوبیسنسورها در تشخیص پروتئین ها: انواع مختلف نانوبیوسنسورها جهت تشخیص آنتی بادی ها، آنتی ژن ها و بیومارکرهای پروتئینی ساخته شده است.

3- مزایای نانوذرات پروتئینی به عنوان حامل دارویی و ژن رسانی
خصوصیات مناسب نانوذرات پروتئینی آن ها را به عنوان یکی از گزینه های مهم در دارورسانی و مهندسی بافت مطرح کرده است. برخی از مهم ترین این مزایا عبارتند از:
1. زیست سازگاری: پروتئین ها از جمله بیومولکول های اصلی تشکیل دهنده بدن تمامی موجودات زنده بوده و بنابراین سمیت کمی به ویژه نسبت به پلیمرهای سنتزی دارند . پروتئین ها با جذب آب و ایجاد دافعه فضایی می توانند باعث افزایش پایداری نانوذره شده و همچنین باعث کاهش شناسایی نانوحامل توسط سیستم ایمنی بدن می شوند.

filereader.php?p1=main_a87ff679a2f3e71d9

شکل 4. مزایای نانوذرات پروتئینی در دارورسانی

2. زیست تخریب پذیری: این مولکول ها در بدن تجزیه شده و اسیدها ی آمینه حاصل از آنها توسط بافت های اطراف جهت ساخت پروتئین ها یا تولید انرژی مورد استفاده قرار می گیرد.
3. امکان تولید آسان و ارزان قیمت : معمولا پروتئین ها در طبیعت به فراوانی وجود داشته و منابع تجدید پذیر توسط گیاهان، حیوانات، انسان وسایر موجودات هستند. همچنین می توان انواع پروتئین ها را با روش های تولید پروتئین های نوترکیب به صورت صنعتی و در مقیاس انبوه تولید کرد.
4. ظرفیت اتصال بالا به دارو: پروتئین ها عموما دارای انواع متعدد گروه های عاملی بوده و بنابراین توانایی اتصال و حمل مقادیر قابل توجه دارو با مکانسیم ها مختلف مانند برهم کنش های الکترواستاتیک، برهم کنش های هیدروفوب و اتصال کووالان دارند.
5. برداشت مناسب توسط سلول ها : معمولا پروتئین ها و نانوذرات پلیمری با مکانیسم های مختلف توسط سلول برداشته می شوند، به عنوان مثال از جمله فاکتورهای موثر ذکر شده در مورد داروی ضد سرطان آبراکسان برداشت نانو ذرات آلبومین توسط سلول های اندوتلیال عروق است.
6. هدفمند سازی: ساختار و توالی پروتئین و وجود گروه های عاملی متعدد و مختلف اجازه اتصال دارو به جایگاه های خاص در پروتئین و اتصال لیگاند های مختلف هدفمند سازی به نانوحامل پروتئینی را فراهم می سازد.
4- انواع نانوذرات پروتئینی
4-1- پروتئین های حیوانی
4-1-1- نانو ذرات ژلاتین
ژلاتین یک پروتئین دناتوره شده است که از هیدرولیز اسیدی یا بازی کلاژن حیوانات حاصل می شود. این بیومولکول سال هاست که درصنایع داروسازی، ساخت مواد آرایشی و همچنین محصولات غذایی مورد استفاده قرار می گیرد. ژلاتین به علت دناتوره شدن باعث تحریک کم سیستم ایمنی می شود.
ژلاتین یک ترکیب پلی آمفولیت بوده و دارای گروه های فعال کاتیونی و آنیونی و گروه های آبگریز با نسبت 1:1:1 است، به طوریکه مولکول ژلاتین دارای 13 درصد بار مثبت (اسید های آمینه لیزین و آرژنین) ، 12 درصد بار منفی (اسید های آمینه گلوتامیک و آسپارتیک اسید) و 11 درصد اسیدهای آمینه آبگریز(لوسین، ایزولوسین،متیونین و والین) می باشد. مابقی ساختار از گلایسین، پرولین و هیدروکسی پرولین تشکیل شده است. به صورت تجاری ژلاتین هم به صورت ژلاتین کاتیونی و هم ژلاتین آنیونی وجود دارد. ژلاتین کاتیونی از کلاژن نوع یک پوست خوک در شرایط هیدرولیز اسیدی و نوع آنیونی از کلاژن گاوی در شرایط هیدرولیز بازی به دست می آید.
ژلاتین در فرمولاسیون های متعدد دارویی در مصرف سیستمیک مورد استفاده قرار می گیرد. در بالین به عنوان یک افزایش دهنده حجم پلاسما و نیز به عنوان تثبیت کننده در فرمولاسیون های پروتئینی، واکسن ها و اسفنج های ژلاتینی مانند ژلفوم استفاده می شود. ژلاتین حاوی توالی آرژنین – لیزین – گلیسین در ساختار خود است. توالی فوق یک توالی مهم موجود در بسیاری از پروتئین های ماتریکس خارج سلولی بوده و با اتصال به زیر واحد بتای گیرنده های اینتگرینی در سطح سلول ها نقش مهمی در اتصال سلولی و پیام رسانی سلولی دارد. این ویژگی از جمله برتری های مهم ژلاتین نسبت به پلیمر هاست که فاقد جایگاه شناسایی و اتصال سلولی هستند. . گروه های فعال ژلاتین امکان ایجاد انواع تغییرات شیمیایی روی آن به طور مستقیم یا با استفاده از لینکر های مختلف را فراهم می سازد، این ویژگی به ویژه در هنگام تولید حامل های دارو رسانی هدفمند و امکان اتصال مقادیر قابل توجه دارو به حامل ها بسیار حائز اهمیت است.
نانوذرات ژلاتین جهت دارورسانی انواع متعدد داروهای آبدوست و آبگریز مورد استفاده و بررسی قرار گرفته است که از جمله آنها داروهای ضد سرطان مختلف ، داروهای ضد بیماری ایدز، ضدمالاریا، مسکن ها، درمان بیماریهای عفونی، داروهای شل کننده عضلات، ضد التهابی ، داروهای درمان دیابت، داروهای موضعی چشمی، مهار کننده ای سنتز پروتئین ها، فعال کننده پلاسمینوژن بافتی ، ژن رسانی و رسانش داروهای پروتئینی و واکسن ها هستند.

سنتز نانوذرات ژلاتین
روش های متعددی جهت ساخت نانوذرات ژلاتینی استفاده می شود (شکل5). از جمله این روش ها رسوب دهی ، جدایش فاز ، امولسیون-تبخیر حلال، خودآرایی مولکول های ژلاتین( که به وسیله اتصال گروه های شیمیایی تغییر شکل یافته اند) و یا خودآرایی دارو و مولکوهای ژلاتین، میکروامولسیون و ... هستند. در ادامه خود آرایی مولکول های ژلاتین به عنوان مثال آورده شده است (شکل 6).

filereader.php?p1=main_e4da3b7fbbce2345d
شکل 5. سنتز نانوذرات ژلاتین به روش های مختلفی صورت گرفته که در اغلب آنها در مراحل نهایی سنتز، نیاز به استفاده از یک ترکیب لینکر(Cross linkong agent) جهت پایدارسازی نانوذرات حاصل است.

filereader.php?p1=main_1679091c5a880faf6
شکل 6. سنتز نانوذرات ژلاتین به روش خود آرایی: در این روش ابتدا مولکول های هگزانوئیک انیدرید از طریق ریشه های لیزین موجود در کلاژن به آن متصل می شوند، در نتیجه یک ساختار آمفی پاتیک تشکیل می شود که به طور خود به خودی به صورت نانوذرات تجمع می یابند.

4-1-2- نانوذرات کلاژن
کلاژن پروتئین ساختاری موجود در بدن مهره داران بوده و فراوان ترین پروتئین در بدن پستانداران است، به طوریکه 20 تا 30 درصد کل پروتیئن های بدن را تشکیل می دهد. ساختار پایه کلاژن مولکول های سه رشته ای تروپوکلاژن است که به صورت سه مارپیچ به دور هم پیچیده اند و با اتصالات غیرکووالانسی مختلف به هم متصل شده اند. با ایجاد اتصالات عرضی کووالان بین مولکول های تروپوکلاژن نهایتا کلاژن حاصل می شود (شکل 7). به واسطه زیست سازگاری مناسب و تحریک کم سیستم ایمنی و زیست تخریب پذیری، این پروتئین کاربرد گسترده ای در پزشکی دارد. نانوذرات کلاژن توسط سیستم رتیکولواندوتلیال بدن برداشته شده و بنابراین می تواند باعث افرایش برداشت برخی ترکیبات مانند داروهای ضد ایدز به درون برخی از سلول ها به ویژه ماکروفاژها شوند. نانوذرات کلاژن به واسطه اندازه کوچک با سطح تماس زیاد، ظرفیت جذب بالا و توانایی پراکنده شدن در آب جهت تشکیل محلول کلوئیدی پایدار و شفاف به عنوان حامل های دارویی جهت رهایش طولانی مدت داروهای ضد میکروبی و استروئیدی به ویژه در دارورسانی پوستی مورد استفاده قرار گرفته اند.

filereader.php?p1=main_8f14e45fceea167a5
شکل 7. ساختار فیبرهای کلاژن

4-1-3- آلبومین
طی چند دهه گذشته آلبومین به عنوان یک حامل ماکرومولکولی قدرتمند در مصارف درمانی و تشخیصی پزشکی مطرح بوده است. این پروتئین با نیمه عمر حدود 19 روز در گردش خون می تواند نقش مهمی در بهبود ویژگی های فارماکوکینتیکی و همچنین هدفمند سازی داروها داشته باشد.
داروی آبراکسان فرمولاسیون آلبومینی داروی ضد سرطان پاکلی تاکسل از مزایای آلبومین در عملکرد ضدتوموری خود سود می برد(شکل8). در جلسات آینده به طور دقیق تر به بررسی جنبه های مختلف نانوذرات آلبومینی پرداخته می شود.

filereader.php?p1=main_c9f0f895fb98ab915
شکل 8. ساختار داروی آبراکسان (nabTM-paclitaxel )

4-1-4- پروتئین های شیر
پروتئین های شیر حامل های طبیعی مواد فعال بیولوژیک هستند. بر اساس ساختار، آنها را می توان در دو دسته طبقه بندی کرد: 1- دسته پروتئین های با ساختار خطی و انعطاف پذیر شامل کازئین ها و پروتئین های با ساختار کروی شامل پروتئین های آب پنیر (whey).

الف.کازئین
کازئین پروتئین اصلی موجود در شیر است. مزایای آن به عنوان نانوذرات حامل دارو شامل قیمت ارزان، دسترسی آسان به منابع آن، پایداری زیاد و غیر سمی بودن آن است. بسیاری از خصوصیات ساختاری و فیزیکوشیمیایی کازئین ها استفاده از آنها به عنوان سیستم های دارورسانی را ممکن می کند. برخی از این خصوصیات عبارتند از توانایی اتصال به انواع یون ها و مولکول های مختلف، ویژگی های پایدارکنندگی و فعالیت سطحی استثنایی، خصوصیات خود آرایی و امولسیون سازی عالی و ظرفیت اتصال به آب و تولید ژل.
کازئین ها حساس به دما نبوده در حالیکه پروتئین های کروی آب پنیر در دمای بالاتر از 70 درجه سانتیگراد دچار دناتوراسیون و تغییرات ساختاری اساسی می شوند. استحکام کششی زیاد فیلم های کازئین باعث جذابیت این پروتئین ها در استفاده به عنوان روکش قرص ها شده است. خصوصیت مهم دیگر کازئین ها اثر حفاظتی آن هاست که جهت حفاظت از محموله های حساس ضروری است. به عنوان مثال کازئین با توانایی جذب نور قوی به ویژه در محدوده طول موج 200 تا 300 نانومترمی تواند محموله خود را در برابر تابش بویژه در محدوده نور ماورائ بنفش حفاظت کند.
ویژگی های ذکر شده کازئین را به عنوان یک کاندیدای مناسب جهت ساخت سیستم های دارورسانی مرسوم و نیز جدید تر مانند جامل های نانویی مطرح می کند. با این وجود از جمله محدودیت های کازئین ها نگران های مرتبط با ایمنی زایی و ایجاد آلرژی توسط آنهاست. باید توجه داشت که کازئین موجود در شیر پس از تجزیه در دستگاه گوارش به صورت اسید های آمینه جذب می شود، اما در مواردی مانند تزریق مستقیم وریدی این پروتئین ها پاسخ ایمنی بدن به آنها باید مورد توجه قرار گیرد.

ساختار کازئین
کازئین شیر شامل حدود 94 درصد پروتئین و 6 در صد ترکیبات با وزن مولکولی پایین است که فسفات کلسیم کلوئیدی نامیده می شوند. این فسفوپروتئین ها وزن مولکولی 19 تا 25 کیلودالتون و pH ایزوالکتریک آنها بین 4.6 تا 4.8 است. کازئین ها حاوی ریشه های متعدد اسید های آمینه آب دوست و آب گریز بوده و بنابراین پروتئین هایی دوگانه دوست هستند که توانایی تولید کوپلیمرهای بلوکی دارند و تمایل بالایی به خود سامانی به میسل هایی در محدوده 50 تا 500 نانومتر (میانگین 250 نانومتر) دارند. این میسل های کروی دارای یک قسمت داخلی آبگریز هستند که سطح خارجی آنها توسط یک لایه کازئین کاپای(κ) آب دوست که میسل را به واسطه ایجاد دافعه الکترواستاتیک و فضایی بین میسل ها پایدار می کند، احاطه شده است(شکل 9).

filereader.php?p1=main_45c48cce2e2d7fbde

شکل 9. a. ساختار میسل های کازئین: مونومرهای کازئین رشته مانند و دایره های سیاه نشان دهنده نانوخوشه های فسفات کلسیم هستند. b. پروتئین های ساختاری کازئین: این پروتئین ها شامل نواحی آبگریز (قسمت های خطی روشن) بوده که با یکدیگر واکنش داده ونواحی آبدوست ( قسمت های حلقوی تیره) نیز با نانوخوشه های فسفات کلسیم برهمکنش می دهند.

در واقع ها میسل های کازئین در شیر نانوحامل های طبیعی هستند که وظیفه انتقال و تامین اسیدهای آمینه و فسفات کلسیم از مادر به نوزاد را بر عهده دارند. این میسل ها بسیار پایدار بوده و پایداری ساختاری خود را در ضمن انجام فرایندهای مختلف روی شیر جهت تهیه انواع فراورده های شیری حفظ می کنند. اخیرا میسل های کازئینی یا کوپلیمر آنها با سایر پلیمر ها جهت حمل محموله های آبگریز استفاده شده است، این میسل ها به طور موثر ویتامین D و اسیدهای چرب غیر اشباع امگا 3 و بتاکاروتن (پیش ساز ویتامین A) را در برابر تجزیه و اکسیداسیون توسط نور ماوراء بنفش محافظت می کنند (شکل10).

filereader.php?p1=main_d3d9446802a442597
شکل 10. میسل های حاصل از کوپلیمر کازئین و دکستران توانایی بارگیری و محافظت از مولکول های بتا کاروتن را دارند.

نانومیسل های کازئین به عنوان حامل داروهای ضد سرطان مختلف مانند کورکومین(Curcumin)، میتوکسانترون(mitoxantrone)، وین بلاستین(Vinbelastin)، دوستاکسل(docetaxel) و پاکلی تاکسل مورد استفاده قرار گرفته و نتایج موفقیت آمیزی حاصل شده است(شکل 11). کازئین بتا به علت تجزیه پذیری در معده به عنوان کاندیدای هدفمند سازی تومورهای معده مطرح است. با تجزیه نانومیسل های کازئین بتا در معده به وسیله آنزیم پپسین، پاکلی تاکسل از آن ها رها و به طور موثر باعث کاهش رشد سلول های سرطان معده می شوند. نانومیسل با محافظت از دارو در درون خود و جلوگیری از رهایش دارو قبل از رسیدن دارو به معده از دارو محافظت و نیز از اثر سمی آن بر مناطق بالاتر مجرای گوارشی مانند دهان و مری جلوگیری می کند.
ژل های حاصل از این پروتئین به تغییرات pH حساس بوده و می توانند در ساخت سیستم های دارورسانی هوشمند مورد استفاده قرار گیرند. از پتانسیل های دیگر نانومیسل های کازئین قابلیت لیوفیلزه شدن آنها بدون نیاز به عامل محافظت کننده (cryo-protectants) در هنگام تهیه فرمولاسیون های دارویی است.

filereader.php?p1=main_6512bd43d9caa6e02

شکل 11. تولید نانوذرات کازئین حاوی داروی کورکومین: در 7 pH= مولکول های کورکومین به صورت مجتمع(ذرات بزرگ) بوده اما با افزایش آن تا حدود 12 مولکول ذرات دارویی پراکنده شده و مولکول های کازئین باز می شوند. با کاهش مجدد pH تا محدوده 7 نانودرات کازئین حاوی داروی کورکومین تشکیل می شوند.

ب.پروتئین های آب پنیر
بتا لاکتوگلوبین و آلفا لاکتوگلوبین پروتئن های اصلی آب پنیر هستند که جهت ساخت نانوحامل های دارویی مورد بررسی قرار گرفته اند از جمله ویژگی های این پروتئین ها مقاومت بالای آنها به تجزیه توسط آنزیم های تجزیه کننده پروتئین ها در معده است.

4-1-5- فیبروئین ابریشم
ابریشم یک پلیمر طبیعی از جنس پروتئین است که به وسیله لارو برخی حشرات مانند کرم ابریشم و عنکبوت تولید می شود. به واسطه زیست سازگاری مناسب، این پروتئین ها در دارورسانی و مهندسی بافت مورد بررسی هستند. اجزای اصلی ابریشم ، پروتئین خطی فیبروئین در هسته و پروتئین چسب مانند سریسین (sericin) است که هسته فیبروئینی را در بر می گیرد. از جمله پتانسیل های این پروتئین ها در ساخت نانوذرات و داربست ها باسرعت تجزیه پایین، توانایی خود آرایی و خصوصیات مکانیکی آنهاست. فیبروئین پاسخ التهابی کمتری در محل تجزیه نسبت به پلیمرهای زیست سازگار سنتتیک پرکاربردی مانند پلی لاکتیک اسید دارد.
نانوذرات فیبروئین توانایی محافظت از پروتئین ها وپپتیدهایی مانند انسولین کونژوگه شده و فاکتور رشد اندوتلیومی عروق در سرم خون و محلول حاوی آنزیم تریپسین (آنزیم تجزیه کننده پروتئین ها در معده انسان) و افزایش مدت زمان رهایش این ترکیبات به صورت فعال را دارند.

4-1-6- الاستین
الاستین پروتئین غالب در ماتریکس خارج سلولی دیواره شریان ها است. این پروتئین نقش مهمی در ایجاد خصوصیات کشسانی و انعطاف پذیری در عروق به هنگام تغییر فشار خون و نیز در بسیاری از بافت های دیگر بدن مانند ریه ها، پوست و لیگامان ها دارد. در محیط طبیعی خود اجزای تشکیل دهنده الاستین ابتدا به صورت یک مولکول پیش ساز محلول در آب به نام تروپوالاستین خود همایش یافته و سپس این پیش سازها مجتمع شده و با ایجاد اتصالات عرضی کووالان با یکدیگر فیبرهای الاستین را تشکیل می دهند (شکل 12).
filereader.php?p1=main_c20ad4d76fe97759a

شکل 12. ساختار فیبر الاستین. تغییر الگوی پیوندها بین مولکول های الاستین باعث ایجاد خصوصیات کشسانی و انعطاف پذیری در فیبر الاستین و بافت می شود

تکنیک های مهندسی ژنتیک و تولید پروتئین های نوترکیب امکان ساخت پلیمر های الاستین مانند (ELPs=elastin like protein) را فراهم کرده است. ساختار پایه این پروتئین ها مشابه توالی های تکراری موجود در الاستین بوده، اما روش های مهندسی ژنتیک امکان افزودن توالی های خاص و ایجاد ویژگی های مناسب و دلخواه محققین در این پلیمرها را فراهم کرده است. به علت شباهت به الاستین طبیعی موجود در بدن سیستم ایمنی به آنها واکنش نمی دهد و توانایی فرار از سیستم ایمنی را دارند.
امکان طراحی و ساخت پروتئین های الاستین مانند به وسیله تکنیک های مهندسی ژنتیک مزایای متعددی به این پروتئین ها و نانوذرات حاصل از آن ها می دهد که از جمله آنها امکان دستیابی به ویژگی های فارماکوکینتیکی مناسب، امکان کنترل دقیق وزن مولکولی و تولید پلیمرهای تک اندازه ( monodisperese) ، امکان اتصال مولکول های متعدد دارو به آنها و امکان اتصال عوامل هدفمند سازی نانوذره به بافت یا مکان خاص دربدن است.
همچنین انواعی از پلیمر های طراحی شده با این روش ها ، توانایی تغیییر فاز سریع در پاسخ به تغییر دمای دارند، از این ویژگی پلیمر های الاستین مانند جهت تولید انواع سیستم های کنترل رهایش داروی حساس به دما به کمک روش هایی مانند تابش امواج میکرویو استفاده می شود (شکل 13).

filereader.php?p1=main_c51ce410c124a10e0

شکل 13. نانوذرات ELP پاسخ دهنده به دما. ELP .A با توالی پپتیدی تکراری n(Val-Pro-Gly-X-Gly) یک پلی پپتید حساس به دما بوده و در بالای دمای انتقال (Tt) به صورت نا محلول در آب و در پایین آن به صورت محلول در آب است.B . کونژوگه های دارو-ELP در بافت توموری تحت حرارت می توانند به صورت مجتمع در آمده و نانوذرات ELP حاوی دارو تولید کنند که بر اساس اندازه برداشت آنها در بافت مورد نظر افزایش خواهد یافت(بامکانیسم EPR).C . سوئیچ های مولکولی حرارتی بر اساس نانوذرات ELP. D. تولید میسل های حساس به دمااز مولکول های ELP حاوی توالی های غنی از سیستئین.

نتیجه گیری
از جمله مهمترین حامل های نوید بخش در سیستم های نوین دارورسانی نانوذرات هستند. در این میان نانوذرات پروتئینی به علت مزایای متعدد از قبیل دسترسی آسان به منابع آنها، تجدیدپذیری منابع، قیمت مناسب، زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری، وجود گروه های عاملی متعدد جهت حمل مقادیر بالای دارو و همزمان امکان اتصال گروه های هدفمند سازی به آنها جهت هدفمندی نانوذرات به سلول یا بافت هدف خاص مورد توجه قرار دارند. پروتئین های مختلف حیوانی و گیاهی جهت ساخت نانودرات مورد استفاده قرار گرفته اند. از جمله مهم ترین پروتئین های حیوانی که جهت ساخت نانوحامل ها مورد استفاده قرار گرفته اند نانوذرات ژلاتین، کلاژن، الاستین، پروتئین های شیر مانند کازئین، آلبومین و فیبروئین ابریشم هستند.

منابـــع و مراجــــع

1. Ahmed O Elzoghby, Wael M Samy, Nazik A Elgindy; Protein-based nanocarriers as promising drug and gene delivery systems. Journal of Controlled Release. 2012;161:38-49.

2. Warangkana Lohcharoenkal, Liying Wang, Yi Charlie Chen, Yon Rojanasakul; Protein Nanoparticles as Drug Delivery Carriers for Cancer Therapy. BioMed research international. 2014;2014.

3. Wenwen Huang, Alexandra Rollett, David L Kaplan; Silk-elastin-like protein biomaterials for the controlled delivery of therapeutics. Expert opinion on drug delivery. 2014:1-13.

4. Ahmed O Elzoghby, Wael S Abo El-Fotoh, Nazik A Elgindy; Casein-based formulations as promising controlled release drug delivery systems. Journal of Controlled Release. 2011;153:206-16.

5. Ahmed O Elzoghby; Gelatin-based nanoparticles as drug and gene delivery systems: Reviewing three decades of research. Journal of Controlled Release. 2013;172:1075-91.

6. Mohsen Jahanshahi, Zahra Babaei; Protein nanoparticle: a unique system as drug delivery vehicles. African Journal of Biotechnology. 2008;7.

7. Production of protein nanoparticles for food and drug delivery system

8. Dana Maria Copolovici, Kent Langel, Elo Eriste, Ülo Langel; Cell-penetrating peptides: design, synthesis, and applications. ACS nano. 2014;8:1972-94.

9. Aihui MaHam, Zhiwen Tang, Hong Wu, Jun Wang, Yuehe Lin; Protein‐Based Nanomedicine Platforms for Drug Delivery. Small. 2009;5:1706-21.