DNA origami uptake in Y-79 retinoblastoma cells driven by oligolysine coating
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि डीएनए ओरिगामी नैनोकणों को PEG5K-K10 के साथ कोटिंग करने से विट्रियल गतिशीलता (vitreal mobility) से समझौता किए बिना Y-79 रेटिनोब्लास्टोमा कोशिकाओं में उनके अपटेक और संरचनात्मक स्थिरता में महत्वपूर्ण वृद्धि होती है, जबकि PL3 लक्ष्यीकरण पेप्टाइड्स के जोड़ने से कोई अतिरिक्त लाभ नहीं हुआ।
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DNA ओरिगामी की कल्पना आनुवंशिक सामग्री से बनी छोटी, जटिल कागज़ की नावों के रूप में करें। वैज्ञानिक इन नावों को पसंद करते हैं क्योंकि उन्हें विशिष्ट आकारों और आकारों में मोड़ा जा सकता है ताकि वे दवा ले जा सकें, विशेष रूप से आंखों की बीमारियों के इलाज के लिए जहाँ आंख की प्राकृतिक बाधाओं को पार करना जेली की दीवार के माध्यम से तैरने की कोशिश करने जैसा है।
हालाँकि, इन DNA नावों के दो मुख्य दोष हैं: वे शरीर के नमकीन वातावरण में थोड़ी नाजुक होती हैं, और चूँकि उनमें एक नकारात्मक विद्युत आवेश (negative electrical charge) होता है, इसलिए वे कोशिकाओं द्वारा प्रतिकर्षित (repelled) की जाती हैं (कोशिकाएं भी नकारात्मक होती हैं), जिससे उनके अंदर जाना मुश्किल हो जाता है।
इसे ठीक करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक चतुर कोटिंग रणनीति आजमाई। DNA नाव की कल्पना एक डिलीवरी ट्रक के रूप में करें जिसे सुरक्षा से गुजरने के लिए एक विशेष "यूनिफॉर्म" की आवश्यकता है। उन्होंने नाव को PEG5K-K10 नामक सामग्री से लपेटा। आप इस कोटिंग की कल्पना एक चिपचिपे, धनात्मक आवेश वाले वेल्क्रो स्ट्रैप (Velcro strap) के रूप में कर सकते हैं। चूँकि कोशिकाएं ऋणात्मक आवेशित होती हैं, इसलिए यह धनात्मक वेल्क्रो उन्हें पकड़ लेता है, जिससे नाव चिपक जाती है और अंदर खिंची चली जाती है।
टीम ने इन कोटेड नावों का परीक्षण Y-79 रेटिनोब्लास्टोमा कोशिकाओं (एक प्रकार की आंख के कैंसर कोशिका) पर किया। उन्हें यहाँ क्या पता चला:
- "वेल्क्रो" अनिवार्य है: जब तक नावों के पास इस PEG5K-K10 कोटिंग की पर्याप्त मात्रा नहीं होगी, वे कोशिकाओं के अंदर नहीं जा पाएंगी। यह एक दरवाजा खोलने की कोशिश करने जैसा है; आपको इसे खोलने के लिए पर्याप्त बल (या इस मामले में, पर्याप्त कोटिंग) की आवश्यकता होती है। उन्होंने जितनी अधिक कोटिंग जोड़ी, या जितना अधिक समय प्रतीक्षा की, उतनी ही अधिक नावों ने कोशिकाओं से खुद को चिपकाया और अंदर प्रवेश किया।
- अतिरिक्त "चाबी" ने मदद नहीं की: शोधकर्ताओं ने एक विशेष "चाबी" जिसे PL3 पेप्टाइड कहा जाता है, जोड़ने का भी प्रयास किया, इस उम्मीद में कि यह कोशिकाओं को और तेज़ी से अनलॉक करने के लिए मास्टर की (master key) के रूप में कार्य करेगी। दुर्भाग्य से, इस अतिरिक्त चाबी से कोई अंतर नहीं पड़ा। वेल्क्रो कोटिंग ने अकेले ही सारा भारी काम किया।
- सुरक्षा सर्वोपरि: जबकि ढीला "वेल्क्रो" पदार्थ (मुक्त PEG5K-K10) यदि अधिक मात्रा में उपयोग किया जाए तो कोशिकाओं के लिए हानिकारक हो सकता है, इस सामग्री में लिपटी हुई नावें सुरक्षित और सहन करने योग्य थीं। यह एक तेज चाकू की तरह है जो अपने आप में खतरनाक है, लेकिन एक सुरक्षात्मक म्यान (sheath) के अंदर होने पर सुरक्षित है।
- आंखों के माध्यम से गति: अंत में, उन्होंने एक सुअर की आंख के "जेली" (विट्रियस) के माध्यम से इन नावों के चलने की क्षमता का परीक्षण किया। उन्होंने पाया कि नावों को कोट करने से उनकी गति बहुत कम नहीं हुई। इस अतिरिक्त वेल्क्रो की परत के साथ भी, नावें बिना कोट वाली नावों की तरह ही लगभग स्वतंत्र रूप से आंख के तरल पदार्थ में तैर सकीं।
संक्षेप में: अध्ययन से पता चलता है कि इन DNA नावों को एक विशिष्ट धनात्मक कोटिंग में लपेटने से वे आंख के कैंसर कोशिकाओं से प्रभावी ढंग से चिपक जाती हैं और उनमें प्रवेश करती हैं, बिना आंख में उनकी गति को धीमा किए या कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाए। हालाँकि, अतिरिक्त लक्ष्यीकरण "चाबियों" को जोड़ने से कोई अतिरिक्त लाभ नहीं हुआ।
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