मस्तिष्क ट्यूमर के लिए प्रत्यारोपण के रूप में एक नवीन त्रि-आयामी स्व-समुच्चयकारी पेप्टाइड फाइबर का विकास
SERB, Department of Science & Technology [DST]
शोध सारांश
हमारी प्रयोगशाला मुख्य रूप से तीन प्रमुख क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करती है
- नैनोकण आधारित नियंत्रित दवा वितरण
- ऊतक इंजीनियरिंग
- ठोस चरण पेप्टाइड संश्लेषण
नियंत्रित दवा रिलीज सिस्टम
एंटीकैंसर दवाओं के नियंत्रित रिलीज खुराक के रूप में नैनोमीटर के पैमाने पर बायोडिग्रेडेबल पॉलीमेरिक कणों के अनुप्रयोग ने शोधकर्ताओं के बीच बहुत रुचि पैदा की है। नैनोकण खराब अवशोषित दवाओं की जैव उपलब्धता में सुधार कर सकते हैं और नैनोकण सेलुलर आंतरिककरण के लिए कोशिकाओं में प्रवेश करने में सक्षम हैं, यह संयोजी ऊतकों में प्रवेश कर सकते हैं, इसलिए केशिकाओं को अवरुद्ध किए बिना लक्षित ऊतकों तक दवा की डिलीवरी कुशलतापूर्वक की जा सकती है। हमारा काम मुख्य रूप से कैंसर के दवा वितरण अनुप्रयोगों के लिए नए नैनोकण और प्रत्यारोपण आधारित सिस्टम विकसित करने पर केंद्रित है।
कोशिका विभेदन और ऊतक पुनर्जनन के लिए विघटनीय मचानों का विकासविकास कारकों और घाव भरने वाले पेप्टाइड्स जैसे सेल सिग्नलिंग तत्वों को शामिल करके ऊतक पुनर्जनन को बढ़ावा देने वाले मचानों की इंजीनियरिंग घाव के वातावरण को बदलकर त्वरित पुनर्जनन को सक्षम बनाती है। इस अध्ययन में हमारा उद्देश्य घाव भरने और ऊतक पुनर्जनन को त्वरित करने के लिए वृद्धि कारकों और घाव भरने वाले पेप्टाइड्स को शामिल करने वाले पॉलिमर का उपयोग करके एक बायोमेडिकल सिस्टम बनाना है। सिस्टम के मूल्यांकन के लिए संरचनात्मक और भौतिक रासायनिक लक्षण वर्णन अध्ययनों का उपयोग किया जाएगा और निर्मित सिस्टम को उपयुक्त इन विट्रो और इन विवो मॉडल का उपयोग करके आगे की विशेषता बताई जाएगी।
ठोस चरण पेप्टाइड संश्लेषणतीन दशक पहले मेरिफील्ड की मूल रिपोर्ट के बाद से, जिसमें कम क्रॉसलिंक्ड पॉलीस्टाइनिन मोतियों पर एक सरल टेट्रा पेप्टाइड के ठोस चरण संश्लेषण का वर्णन किया गया था, इस दृष्टिकोण में सुधार किया गया है और जटिल पेप्टाइड्स, लंबे ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स और असंख्य छोटे कार्बनिक अणुओं के संश्लेषण के लिए सामान्यीकृत किया गया है। ऐसे प्रयासों की सफलता अक्सर यांत्रिक स्थिरता, सूजन और हाइड्रोफिलिक/हाइड्रोफोबिक सॉल्वैंट्स की एक श्रृंखला के साथ संगतता के संबंध में बहुलक समर्थन के विकल्प से प्रभावित होती है। वर्तमान क्षेत्र ठोस चरण पेप्टाइड के लिए नए बहुलक समर्थन के संश्लेषण और नियंत्रित दवा वितरण, घाव भरने और बायोमेडिकल अनुप्रयोगों के लिए नई पीढ़ी के मचान के निर्माण के लिए ऊतक इंजीनियरिंग में इसके अनुप्रयोग पर केंद्रित है।
अनुसंधान कार्यक्रम
कोलन कैंसर के लिए नैनोपार्टिकल आधारित ओरल-ड्रग और SiRNA रिलीजिंग पॉलिमर सिस्टम को लक्षित करने वाली एक नई साइट "
प्रस्तावित कार्य का मुख्य लक्ष्य दवा, 5-फ्लूरोरासिल और siRNA के लिए एक पॉलिमरिक डिलीवरी सिस्टम विकसित करना है, जो कोलोरेक्टल कैंसर में प्रतिकूल प्रभावों से रहित दवा के चिकित्सीय सूचकांक को बढ़ाने में सक्षम एक जीन सप्रेसर है। SiRNA कई तरह के उत्परिवर्तित ऑन्कोजीन जैसे K-Ras, उत्परिवर्तित p53, APC/DCC जीन को प्रभावी ढंग से शांत कर सकता है। जीनोम का संरक्षक, p53, 45 - 60% से अधिक मानव कोलोरेक्टल कैंसर में बिंदु उत्परिवर्तन द्वारा निष्क्रिय हो जाता है। बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर और कॉपोलिमर आधारित इम्प्लांट और ओरल ड्रग डिलीवरी सिस्टम में दवाओं के नियंत्रित रिलीज और साइट-विशिष्ट डिलीवरी में महत्वपूर्ण संभावित चिकित्सीय अनुप्रयोग पाए गए हैं। इस प्रस्ताव में हम ओरल ड्रग डिलीवरी सिस्टम पेश कर रहे हैं जो दवा के साथ-साथ siRNA को भी नियंत्रित तरीके से डिलीवर कर सकता है।
ड्रग डिलीवरी में मेथैक्रिलिक आधारित कोपोलिमर सिस्टम कोलन में pH-सेंसिटिव ड्रग रिलीजिंग व्यवहार की विशेषता दिखाता है। मेथैक्रिलिक आधारित कोपोलिमर को माइक्रोइमल्शन पॉलीमराइजेशन तकनीक द्वारा विकसित किया गया था और स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक रूप से इसकी विशेषता बताई गई थी। इन विट्रो ड्रग 5-फ्लूरोरासिल (5-FU) रिलीज अध्ययनों और नैनोजेल के जैविक मूल्यांकन ने पुष्टि की कि जेल को विशेष रूप से कोलन में दवाओं के pH संवेदनशील और नियंत्रित वितरण के लिए एक कुशल वेक्टर के रूप में सफलतापूर्वक इस्तेमाल किया जा सकता है।
चित्र 1. कैप्सूल कोटिंग के लिए मेथैक्रेलिक एसिड कॉपोलीमर को संश्लेषित किया गया था
अध्ययन का विवरण
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प्रस्तावित कार्य का मुख्य लक्ष्य पैक्लिटैक्सेल और कर्क्यूमिन के लिए एक बहुलक वितरण प्रणाली विकसित करना है, जो प्रतिकूल प्रभावों से रहित दवा के चिकित्सीय सूचकांक को बढ़ाने में सक्षम हो। बायोडिग्रेडेबल पॉलीइथिलीनग्लाइकॉल (पीईजी) लेपित नैनोकणों में दवाओं के नियंत्रित विमोचन और साइट-विशिष्ट दवा वितरण के लिए इंजेक्टेबल कोलाइडल सिस्टम के रूप में महत्वपूर्ण संभावित चिकित्सीय अनुप्रयोग पाए गए हैं। इस प्रस्ताव में हम दो गुणों को शामिल कर रहे हैं, जिससे विशिष्ट पहचान क्षमता के साथ ट्यूमर ऊतक तक पहुँचने के लिए पॉलिमर नैनोकणों के दीर्घकालिक परिसंचरण को बढ़ाया जा सके।
इस परियोजना में हमारे परिणाम संकेत देते हैं कि नैनोकण-एनकैप्सुलेशन जलीय माध्यम और जेल रूप में कर्क्यूमिन की घुलनशीलता में सुधार करता है, जो कैंसर कोशिकाओं में एपोप्टोसिस को प्रेरित करने के लिए इसकी प्रभावकारिता को और बढ़ाता है। पॉली (लैक्टाइड-को-ग्लाइकोलाइड-पॉलीइथिलीन ग्लाइकॉल [पीएलजीए-पीईजी] फोलेट आधारित नैनोकण अपने मुक्त समकक्ष की तुलना में बेहतर एपोप्टोसिस देते हैं। महिला एनओडी-एससीआईडी चूहों में पैक्लिटैक्सेल कीमोथेरेपी में नैनोकरक्यूमिन की कीमोसेंसिटाइजिंग प्रभावकारिता की जांच करने के लिए हेला ज़ेनोग्राफ्ट मॉडल का उपयोग करके किए गए ट्यूमर रिडक्शन अध्ययन से पता चलता है कि पीएलजीए नैनोकरक्यूमिन के फोलिक एसिड संयुग्मन से करक्यूमिन की कीमोसेंसिटाइजिंग प्रभावकारिता में सुधार होता है।
चित्र 2. उपचार के 4 सप्ताह बाद, हेला ज़ेनोग्राफ्ट ट्यूमर वाले एनओडी-एससीआईडी चूहों की प्रतिनिधि छवियां।
इस कार्य का मुख्य उद्देश्य एक त्रि-आयामी अत्यधिक छिद्रयुक्त मचान का निर्माण करना है जो प्रत्यारोपण सामग्री या संवहनी ग्राफ्ट के लिए एक उपयुक्त विकल्प के रूप में कार्य कर सकता है। इसके लिए, निर्मित मचानों को विभिन्न कोशिका आसंजन पेप्टाइड्स (Fmoc रणनीति द्वारा तैयार) के साथ शामिल किया गया और कोशिकाओं को आवश्यक वृद्धि कारकों और पोषक तत्वों के साथ बोया गया। प्रसार और विभेदन का अध्ययन किया गया और मचान पर बोई गई कोशिकाओं के प्रोटीन आधारित वृद्धि कारकों और विभेदन कारकों के समावेश के प्रभाव की निगरानी की गई।
एम्फीफिलिक ब्लॉक कॉपोलिमर में हाइड्रोफिलिक और हाइड्रोफोबिक दोनों सेगमेंट की मौजूदगी की वजह से एक चुनिंदा विलायक में मिसेल में खुद को इकट्ठा करने की प्रवृत्ति होती है। इन पॉलीमेरिक मिसेल में एक कोर और शेल जैसी संरचना होती है, जिसमें आंतरिक कोर हाइड्रोफोबिक हिस्सा होता है और इसका उपयोग दवाओं के एनकैप्सुलेशन के लिए किया जा सकता है, जबकि बाहरी शेल का गठन करने वाला हाइड्रोफिलिक ब्लॉक स्थिरीकरण प्रदान करता है। ड्रग कैरियर के रूप में पॉलीमेरिक मिसेल की क्षमता उनके छोटे आकार, लंबे समय तक परिसंचरण, बायोडिग्रेडेबिलिटी और थर्मोडायनामिक स्थिरता जैसे अद्वितीय गुणों में निहित है।
वर्तमान अध्ययन ने DOX के लिए एक उपन्यास माइक्रेलर नियंत्रित वितरण प्रणाली विकसित करने के लिए एक डी-वेलेरोलैक्टोन आधारित एम्फीफिलिक ब्लॉक कॉपोलिमर विकसित किया और इसकी एंटीकैंसर गतिविधि का विश्लेषण किया। अध्ययन में डी-वेलेरोलैक्टोन, पॉली के ट्राइब्लॉक कॉपोलिमर का संश्लेषण शामिल है डी-वैलेरोलैक्टोन)/पॉली(एथिलीन ग्लाइकॉल)/पॉली(डी-वैलेरोलैक्टोन) (वीईवी) को रिंग ओपनिंग पॉलीमराइजेशन और आईआर, एनएमआर और जीपीसी का उपयोग करके लक्षण वर्णन द्वारा निर्धारित किया गया। वीईवी की थर्मल स्थिरता का विश्लेषण डीटीए और टीजीए का उपयोग करके किया गया। दवा वितरण के लिए वाहक के रूप में इसकी क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए कोपोलिमर के बायोकम्पेटिबिलिटी अध्ययनों के बाद माइसेलाइजेशन किया गया।
Fig 3. Sub-cellular internalization of DOX entrapped VEV micelles (VEVDMs)
वर्तमान अनुसंधान अनुदान
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2022 2018
पिछले/पूर्ण अनुसंधान अनुदान
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घाव भरने के लिए कपास जैसे जैवचिपकने वाले रोगाणुरोधी पेप्टाइड आधारित हाइड्रोजेल पैच का विकास
Indian Council of Medical Research [ICMR] 2019-2020कोलन कैंसर के लिए नैनोपार्टिकल आधारित ओरल - ड्रग और SiRNA रिलीजिंग पॉलीमर सिस्टम को विशेष रूप से लक्षित करने वाली एक नई साइट (प्रमुख अन्वेषक के रूप में) [1. 22 Crore]
Department of Biotechnology [DBT] 2010-2013कैंसर कीमोथेरेपी में दवा प्रशासन की प्रभावकारिता में सुधार के लिए नवीन पॉलिमर नैनोकणों पर आधारित दवा विमोचन प्रणालियाँ [42 Lacs]
Department of Biotechnology [DBT] 2008-2011संवहनी कोशिकाओं के बीजारोपण के लिए एक नए त्रि-आयामी सूक्ष्म-छिद्रित स्पंजी संकर ढांचे का विकास [33 Lacs]
Department of Biotechnology [DBT] 2008-2011कैंसर चिकित्सा के लिए नवीन बायोडिग्रेडेबल ड्रग रिलीजिंग पॉलिमर सिस्टम का विकास [15 Lacs]
Department of Biotechnology [DBT] 2007-2010
