بنابراین، پاکسازی سریع تأثیر دو برابری بر تصویربرداری مبتنی بر نانو بادی دارد. از یک طرف، پس از تزریق ردیاب‌های تصویربرداری مشتق از نانو بادی ، شدت سیگنال‌های پس‌زمینه به سرعت کاهش می‌یابد که امکان تصویربرداری زودهنگام از ضایعات غیرکلیوی را فراهم می‌کند و همچنین سمیت بر اندام های غیر هدف را به حداقل می‌رساند. برای کاهش اثرات نامطلوب بر کلیه، نانو بادی ها را می توان با گلیکوزیلاسیون، PEGylation یا ادغام با واحدهای اتصال دهنده آلبومین اصلاح کرد تا گردش خون آن ها طولانی شود و احتباس کلیوی آن ها کاهش یابد.
رویکرد اصلاحی همچنین باعث افزایش پایداری و ظرفیت خنثی سازی نانو بادی می شود. از طرف دیگر، نانوبادی‌ها را می‌توان به همراه ژلوفوزین، لیزین، یا مونوسدیم گلوتامات تزریق کرد، زیرا همه این مولکول ها می‌توانند اتصال نانو بادی ها به مگالین (یک ناقل مهم برای بازجذب کلیه نانوبادی‌ها) را مسدود کنند. تا به امروز، طیف گسترده ای از نانو بادی ها در برابر طیف وسیعی از اهداف مولکولی توسعه یافته اند. البته، کارایی درمانی نانو بادی ها به دلیل فقدان قطعه Fc محدود می شود. در نتیجه، نانوبادی‌ها معمولاً به‌عنوان لیگاندهای هدف‌گیری برای هدایت خاص داروهای شیمی‌درمانی، رادیونوکلئیدها یا سموم به سمت ضایعات مورد نظر استفاده می‌شوند. در مجموع، نانو بادی ثابت کرده‌اند که ابزار امیدوارکننده‌ای برای تشخیص و درمان بیماری‌ها هستند.
نانو بادی برای تصویربرداری مولکولی
از طریق برچسب‌گذاری با ایزوتوپ‌ها یا فلوروفورهای مختلف، نانو بادی‌ها را می‌توان به‌صورت غیرتهاجمی با تکنیک‌های تصویربرداری استاندارد مانند توموگرافی کامپیوتری با انتشار تک فوتون (SPECT)، توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) و تصویربرداری نوری ردیابی کرد تا تصویری حساس و کمی از فعل و انفعالات لیگاند هدف ارزیابی غیر تهاجمی از آسیب بیوپسی آسپیراسیون جلوگیری می کند و بنابراین برای معاینه مکرر یا نظارت بر زمان واقعی پیشرفت بیماری راحت است. یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد تصویربرداری مبتنی بر نانو بادی این است که تصاویر با نسبت سیگنال ضایعه به پس‌زمینه بالا را می‌توان در مقاطع زمانی اولیه به‌دلیل جذب بالای ضایعات نانوبادی و پاکسازی سریع خون بدست آورد..jpg "نانو بادی: یک ابزار امیدوارکننده برای تصویربرداری مولکولی و درمان بیماری")
تصویربرداری تومور تا حد زیادی بیشترین مطالعه شده برای تصویربرداری مبتنی بر نانو بادی است. اهداف مولکولی برای تصویربرداری تومور مبتنی بر نانوجسم از جمله گیرنده فاکتور رشد اپیدرمی (EGFR1 یا HER1)، HER2، HER3، فاکتور رشد هپاتوسیت (HGF) و آنتی ژن کارسینوامبریونیک (CEA) است.
نانو بادی برای درمان
نانو بادی ها، به عنوان کوچکترین قطعات اتصال دهنده آنتی ژن مشتق شده به طور طبیعی، زمانی که به عنوان عوامل درمانی استفاده می شوند، شباهت ها و تفاوت هایی با آنتی بادی های مونوکلونال اصلی خود دارند. مشابه آنتی بادی های مونوکلونال، نانو بادی ها می توانند به گیرنده ها یا لیگاندهای محلول متصل شوند تا مسیرهای سیگنال دهی پایین دست را تنظیم کنند.دمین طویل CDR نانو بادی‌ها می‌تواند به اپی توپ‌هایی که برای آنتی‌بادی‌های مونوکلونال قابل دسترسی نیستند متصل شود و در نتیجه کشف اهداف دارویی جدید را تسهیل کند. با دستکاری ژن‌های کدکنند آن ها، نانو بادی‌های چند ظرفیتی می‌توانند برای اعمال اتصال مشابه یا قوی‌تر نسبت به آنتی‌بادی‌های معمولی آماده شوند. در نتیجه، آن‌ها به‌عنوان بخش‌های هدف‌گیری برای تحویل داروهای درمانی، رادیونوکلئیدها، سموم و پپتیدها مناسب‌تر در نظر گرفته می‌شوند.
علاوه بر این، نانو بادی ها همچنین می توانند برای استراتژی های واکسیناسیون تومور و سلول درمانی CAR-T استفاده شوند. واکسیناسیون مبتنی بر نانو بادی‌ها می‌تواند مستقیماً به سلول‌های ارائه‌دهنده آنتی‌ژن (APC) تحویل داده شود و گیرنده کایمریک نانو بادی می‌تواند سلول‌های آنتی ژن مثبت مرتبط با تومور را هدف قرار داده و القا کند.
.jpg "نانو بادی: یک ابزار امیدوارکننده برای تصویربرداری مولکولی و درمان بیماری")
سیستم دارورسانی با واسطه نانو بادی
به خوبی ثابت شده است که تحویل اختصاصی سموم و داروهای شیمی درمانی به تومورها نه تنها می تواند اثربخشی درمانی را بهبود بخشد بلکه عوارض جانبی بر سایر سلول های سالم بدن را نیز کاهش دهد. یک پلت فرم معمولی برای تحویل داروی هدفمند از لیگاند هدف‌گیری، ناقل و دارو تشکیل شده است.نانو بادی‌ها در مقایسه با لیگاندهای هدف‌گیر مشتق از آنتی‌بادی مونوکلونال، چندین مزیت را نشان می‌دهند. اول، حامل های داروی کونژوگه با نانو بادی سریعتر از خون پاک می شوند و بنابراین برای اندام های طبیعی غیر هدف کمتر سمی هستند.
دوم، حامل‌های داروی کونژوگه با نانو بادی، ایمنی کمتری دارند، زیرا فاقد دمین های Fc هستند که می‌توانند سلول‌های ایمنی فعال یا سیستم مکمل را داشته باشند. در نهایت، پس از اتصال به گیرنده‌های خود، نانوب ادی‌های متعدد روی یک حامل می‌توانند دیمر شده و در نتیجه گیرنده‌ها را القا کنند و بنابراین جذب سلولی محموله‌های دارو را افزایش دهند.
پلیمرها، لیپوزوم ها، میسل ها و آلبومین چندین دسته از حامل های دارویی پرمصرف هستند. علاوه بر داروهای شیمی درمانی معمولی (به عنوان مثال، دوکسوروبیسین)، مهارکننده های مسیر و حساس کننده های نور نیز می توانند در حامل های دارو در یک پلت فرم تحویل هدفمند گنجانده شوند.
ایمونوتوکسین مبتنی بر نانو بادی
توکسین، از جمله انواع مشتق شده از گیاه (به عنوان مثال، ریسین، آبرین، و ژلونین) و مواد مشتق از پروتئین باکتریایی (به عنوان مثال، اگزوتوکسین سودوموناس و سم دیفتری)، می توانند به طور موثر سلول های تومور را بدون در نظر گرفتن مراحل چرخه سلولی از بین ببرند و بنابراین ابزارهای امیدوارکننده ای هستند. برای درمان تومورهای مقاوم به شیمی درمانی بخش‌های هدف مانند آنتی‌بادی‌های مونوکلونال به سموم کونژوگه شده‌اند و محصول حاصل که به عنوان ایمونوتوکسین نامیده می‌شود، می‌تواند به طور انتخابی در مناطق تومور با حداقل عوارض جانبی تجمع یابد. چندین ایمونوتوکسین مبتنی بر آنتی بادی مونوکلونال از جمله mylotarg، برای درمان بیماران سرطانی تایید شده است.با این حال، ایمنی زایی ایمونوتوکسین های مبتنی بر آنتی بادی مونوکلونال از دوز مداوم آن ها جلوگیری کرد. اندازه بزرگ آنتی بادی های مونوکلونال نیز مانع از نفوذ به تومور ایمونوتوکسین های مربوطه می شود. بنابراین، به نظر می‌رسد که نانو بادی‌ها جایگزین مناسبی به عنوان بخش هدف‌گیری برای ایمونوتوکسین‌ها هستند.
CD7 یک گلیکوپروتئین سطح سلولی از ابرخانواده ایمونوگلوبولین ها است. در سلول های سرطانی خونی بیش از حد بیان می شود و پس از اتصال به ایمونوتوکسین ها به سرعت وارد سلول می شود. دانشمندان ایمونوتوکسین ها را بر اساس نانو بادی های ضد CD7 تک ظرفیتی و دو ظرفیتی ساخته و آن ها را به ترتیب PG001 و PG002 کدگذاری کردند. هر دو PG001 و PG002 آپوپتوز اختصاصی رده‌های سلولی لوسمی CD7+ را القا کردند، در حالیکه دومی میل پیوند سلولی بالاتر، نیمه عمر طولانی‌تر و اثربخشی درمانی بالاتری را نشان داد. میانگین بقای حیوانات تحت درمان با PG002 10 روز بیشتر از بقای PG001 بود. با این حال، پتانسیل ضد تومور آن ها هنوز هم توسط ایمنی زایی و تخریب لیزوزومی سموم مانع می شود.
برای غلبه بر این مشکلات، PG002 انسانی (همچنین به عنوان dhuVHH6-PE38 شناخته می شود)، با پیوند دادن CDR از VHH6 به داربست نانو بادی انسانی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد (h-NbBcII10FGLA) تهیه شد.
حیوانات تحت درمان با dhuVHH6-PE38 هیچ کاهش قابل توجهی در وزن بدن و سایر علائم نامطلوب را نشان ندادند. در مجموع، dhuVHH6-PE38 اکنون کاندیدای پیشرو برای درمان سرطان خون است.
آیا نانو بادی می توانند از سد خونی مغزی عبور کنند؟
بر اساس مطالعات انجام شده، نانو بادی با نقطه ایزوالکتریک بالا (pI) به طور خود به خود از سد خونی مغز عبور می کنند. چنین نانوبادی‌هایی نه تنها به مغز دسترسی پیدا کردند، بلکه حتی به سلول‌ها نفوذ کرده و به پروتئین‌های داخل سلولی متصل شدند.مزایای استفاده از نانو بادی ها به عنوان درمان در مقایسه با آنتی بادی های مونوکلونال سنتی چیست؟
نانو بادی به طور منحصر به فردی دارای مزایای درمانی ترکیبی mAbs و پتانسیل هدف‌گیری تحویل در مقیاس نانو هستند. اندازه جمع و جور آن ها نفوذ بیشتر به تومور و دسترسی به اپی توپ‌های پنهان و/یا درون سلولی را امکان‌پذیر می‌سازد.آیا نانو بادی ایمن هستند؟
بر اساس نتایج مطالعات انجام شده، توزیع زیستی، دزیمتری و پتانسیل هدف گیری تومور، نانو بادی 68Ga-HER2 را در بیماران مبتلا به سرطان پستان بررسی کردند و فقدان کامل عوارض جانبی را مشاهده کردند. بنابراین، آن ها به این نتیجه رسیدند که استفاده از این روش در بیماران انسانی بی خطر است.قیمت نانو بادی چقدر است؟
هزینه تولید یک نانو بادی 9000 دلار است. برای تولید نانو بادی بر اساس پروتئین شما، تقریباً به 1.5 میلی گرم پروتئین خالص شده در PBS یا HBS با غلظت 1 میلی گرم بر میلی لیتر یا بالاتر نیاز است.نتیجه گیری و دیدگاه ها
در این مقاله، به بررسی فناوری‌های پیشرفته با استفاده از نانو بادی ها برای تشخیص و درمان پرداخته‌ایم. با روند فعلی برای یکپارچه سازی تشخیص و درمان، به نظر می‌رسد که نانو بادی ها نقش مطلوبی برای این دوره جدید دارند: در تشخیص تومور، در ارزیابی و پیش بینی قبل از طراحی و بررسی یک پروتکل درمانی، در نظارت پویا در طول درمان و تشخیص جایگاه احتمالی. نانو بادی ها همچنین ممکن است برای نظارت بر بیماری های مختلف دیگر مانند آمیلوئیدوز، عفونت های ویروسی، مفید باشند.جدای از تصویربرداری سنتی PET/CT یا SPECT، کاربرد نانو بادی‌ها را می‌توان به تصویربرداری با وضوح فوق‌العاده برای مطالعه ساختار پروتئین، عملکردها و برهمکنش پروتئین-پروتئین گسترش داد. با استفاده از ضد FP (پروتئین‌های فلورسنت) برای رساندن فلوروفورهای آلی روشن به پروتئین برچسب‌گذاری شده با FP، می‌توان تصاویری از ساختار درون سلولی شامل کمپلکس منافذ هسته‌ای، توبولین و ویمنتین با وضوح فضایی نانومتری و حداقل خطای پیوند و بدون تداخل با ساختار اصلی این پروتئین ها به طرز جالبی، تقریباً هر پروتئین شناخته شده ای را می توان از طریق این طرح تجسم نمود.
علاوه بر این، از آنجایی که نانو بادی ها دسترسی به اپی توپ های ساختاری را در نواحی مقعر و لولا فراهم می کنند، برای منجمد کردن پروتئین های پویا در ترکیب های عملکردی منفرد استفاده شده است. بنابراین، تغییرات دینامیکی در ساختار و عملکرد پروتئین‌های درون سلولی را می‌توان به خوبی مطالعه کرد.
.jpg "نانو بادی: یک ابزار امیدوارکننده برای تصویربرداری مولکولی و درمان بیماری")
ظهور "رادیوداروها" کاربردهای ترکیبی تصویربرداری و درمان را بیشتر امکان پذیر می کند. هسته کونژوگه را می توان با دستگاه PET یا SPECT ردیابی کرد و می تواند به طور همزمان تشعشعات کوتاه بردی را برای اهداف درمانی ساطع کند. علاوه بر این، از طریق تغییرات و عامل‌سازی (به عنوان مثال، PEGylation و conjugation به دمین Fc، پپتیدها، داروها و سموم)، ما می‌توانیم از مزایای نانو بادی‌ها برای عملکرد به عنوان بخش‌های هدف‌گیری و در عین حال برای غلبه بر محدودیت‌های درمانی ناشی از کمبود دمین Fc استفاده کنیم.
علاوه بر این، جراحی سرطان با هدایت فلورسانس مبتنی بر نانو بادی، تجسم در زمان واقعی، شناسایی دقیق و خاص تومورها را به جراح می‌دهد و سپس به آن ها کمک می‌کند متاستازها و همچنین سلول‌های تومور مخفی را در حین عمل پیدا کنند. شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد ضایعات از دست رفته توسط چشم‌ها را می‌توان با استفاده از سیستم تصویربرداری جراحی هدایت شده با فلورسانس مادون قرمز نزدیک (مانند آرتمیس) به وضوح مشاهده کرد. بنابراین، جراح می تواند تومورها را با دقت بیشتری برداشته و پیش آگهی بیماران را تا حد زیادی بهبود بخشد. اخیراً نیز نشان داده شده است که نانو بادی ها نقش مطلوبی در استراتژی‌های واکسیناسیون تومور و درمان سلول‌های T گیرنده آنتی ژن کایمریک (CAR-T) دارند.
در رویکردی دیگر، سلول‌های CAR-T، که به گونه‌ای مهندسی شده‌اند که از نانو بادی ها به عنوان دمین هدف‌گیری تشکیل شده‌اند، در از بین بردن تومورها مؤثر هستند. به همین ترتیب، این رویکرد می‌تواند به سلول‌های CAR-NK، که کانون درمان فعلی تومور است، گسترش یابد.
در حال حاضر، بزرگترین مانع برای استفاده بالینی نانو بادی ها، جذب بالای آن ها در کلیه هاست. تجمع کلیه نه تنها حساسیت در تشخیص ضایعه نزدیک به کلیه را کاهش می دهد، بلکه ممکن است باعث سمیت کلیوی شود. البته لازم به ذکر است که جذب کلیه توسط اثرات ترکیبی خصوصیات ذاتی نانو بادی ها، ویژگی های شیمیایی کیلاتورها و رادیونوکلئیدها و پایداری ترکیب نشاندار شده رادیواکتیو ایجاد می شود.
این روش‌ها استفاده بالینی نانو بادی ها را تا حد زیادی تسهیل می‌کنند. در مجموع، نانو بادی ابزار همه کاره ای هستند که می توانند نقشی اساسی در کاربردهای بالینی و علوم پایه ایفا کنند.
منبع:
گوانگ فا باو، Department of Nuclear Medicine, China
