نانوبادی های مهندسی شده برای مقابله با سویه های مختلف کرونا ویروس

نانوبادی های مهندسی شده برای مقابله با سویه های مختلف کرونا ویروس

اسلاید 1: نانوبادی های مهندسی شده جهت مقابله با ویروس SARS-CoV-2سجاد بابائیکارشناس و کارشناس ارشد میکروبیولوژیدانشجوی دکتری تخصصی نانوبیوتکنولوژی. دانشگاه رازی کرمانشاهمرداد 1400

اسلاید 2: معرفی مفاهیم پایه1.نانوبیوتکنولوژی : نانوبیوتکنولوژی زمینه ای است که در آن ابزارهای فناوری نانو (نانوساختارها و نانوذرات بیولوژیکی و غیر بیولوژیکی) توسعه یافته و برای مطالعه و کاربرد در پدیده های بیولوژیکی در حوزه پزشکی، کشاورزی، مواد بهداشتی و آرایشی و...، مورد استفاده قرار می گیرد.نانوذره چیست؟ذره نانو، معمولاً به عنوان ذره ای از ماده که قطر آن بین 1 تا 100 نانومتر است تعریف می شود. این اصطلاح گاهی برای ذرات بزرگتر، تا 500 نانومتر یا الیاف و لوله هایی که فقط در دو بُعد کمتر از 100 نانومتر هستند نیز استفاده می شود.یک ذره ، باید حداقل در یکی از سه بعد خودش، در مقیاس نانو باشد تا نانوذره محصوب شود. برای مثال ، نانوذرات می توانند در حوزه پزشکی به عنوان کاوشگر، حسگر و یا حامل برای انتقال مولکول ها در سیستم های سلولی و بافتی عمل کنند. همچنین امروزه از نانوساختارها در کاربردهای مستقیم درمانی نیز استفاده می شود (همانند نانو بادی).نانو ساختار های غیر بیولوژیک: نانوذرات اکسید فلزی، نانو مواد با پایه کربن، نانومواد با پایه سیلیکا، پلیمر های سنتتیک، دندریمر ها و....نانو ساختارهای بیولوژیکی: پروتئین ها، DNA، RNA، نانوبادی ها2

اسلاید 3: مقیاس نانواگر تعداد یک میلیون ذره یک نانومتری را در کنار هم قرار دهید، طولی برابر با 1 میلی متر بدست خواهید آورد. (یک میلیاردم متر)قلمرو جهان نانو مقیاس، به سرزمینی به وسعت 1 الی 100 نانومتر، گفته می شود.3

اسلاید 4: 1.سایز نانو4

اسلاید 5: 2.نانوبادی (Nanobody) * نانوبادی ها، آنتی بادی هایی هستند که از ایمن سازی شتر - مانند شتر ، لاما و آلپاکا - به دست آمده و می توانند دوباره بصورت مولکول های کوچکی بازطراحی شوند که ساختارها و عملکردهای آنتی بادی انسانی را تقلید می کنند.در واقع، نانوبادی ها، فراگمنت های مشتق شده از آنتی بادی های زنجیره سنگین HCAB) ) هستند که ساختارهایی متفاوت از ایمنوگلوبین ها محسوب شده و به طور طبیعی در کوسه ها و شترها یافت می شوند. نانوبادی به عنوان یک آنتی بادی با دومین منفرد (single-domain) شناخته می شود. در واقع قطعه ای از آنتی بادی است که از یک دومین آنتی بادی متغیر منومر و منفرد تشکیل شده است. (VHH)نانوبادی، همانند یک آنتی بادی کامل، قادر است به صورت انتخابی به یک آنتی ژن خاص متصل شود.دومین: ناحیه ای از زنجیره پلی پپتیدی پروتئین است که خود -تثبیتی داشته، توانایی فولدینگ دارد و عملکردی است.5

اسلاید 6: 6

اسلاید 7: 7

اسلاید 8: در مقایسه با آنتی بادی های مونوکلونال یا پلی کلونال سنتی ، نانوبادی ها ویژگی های قابل توجهی دارند از جمله:تحمل رنج های مختلف دمایی تا 80 درجه سانتی گرادکوچکتر هستندسازگارتر هستندتمایل اتصال بالاتری دارنداستفاده راحت تری دارند8

اسلاید 9: آیا نانو بادی ها پایدار هستند؟ آیا ایمنوژنیک هستن؟به عنوان یک دومین کوچک مونومری ، نانوبادی ها به طور واضح تر، از دیگر مشتقات آنتی بادی های معمول، حل پذیری بهتری دارند. در شرایط in vivo ، آنها از ثبات ساختاری مناسبی برخوردارند و نفوذ در بافت کارآمد و ایمنی زایی نسبتاً پایینی را نشان می دهند.آیا نانو بادی ها ایمن هستند؟پژوهشگران در یک مطالعه تحقیقاتی، ایمنی ، فراهمی زیستی ، دوزیمتری و پتانسیل هدف گیری تومور توسط نانوبادی 68Ga-HER2 را در بیماران مبتلا به سرطان پستان مورد بررسی قرار دادند و عدم وجود عوارض جانبی کامل را مشاهده کردند. بنابراین ، آنها به این نتیجه رسیدند که این روش در بیماران انسانی ایمن است. (Ivana Jovčevska & Serge Muyldermans. 2020)9

اسلاید 10: 3. اتصال ویروس SARS-CoV-2 به سلول10

اسلاید 11: ویروس های کرونا از گلیکوپروتئین اسپایک هموتریمریک (شامل زیر واحد S1 و زیر واحد S2 در هر مونومر اسپایک) روی پوشش ویروس، برای اتصال به گیرنده های سلولی خود استفاده می کنند. چنین اتصالی باعث ایجاد مجموعه ای از رویدادها می شود که منجر به همجوشی غشای سلولی و ویروسی برای ورود سلول خواهد شد.RBD یک دومین اتصال دهنده ویروس به رسپتور سلولی (ACE2) است که روی پروتئین اسپایک ویروس قرار دارد.RBD: Receptor-Binding Domain* زیرواحد S1 در تشخیص و اتصال گیرنده های سلول میزبان نقش دارد. S1 دارای دومین پروتئینی RBD است.اعتقاد بر این است که RBD نقشی محوری در اتصال ویروسی، همجوشی و ورود به سلول دارد. RBD به شدت به گیرنده ACE2 متصل می شود.ACE2 : یک پروتئین در سطح بسیاری از انواع سلول ها است. یک آنزیم است که با منقطع کردن پروتئین بزرگتر آنژیوتانسینوژن، پروتئین های کوچکی تولید می کند که در تنظیم عملکرد سلولی نقش دارند. بیان پروتئین ACE2 در قلب، کلیه، بیضه ها، ریه (سلولهای اپیتلیال آلوئولی نوع 1 و II )، مخاط بینی و دهان و نازوفارنکس (لایه پایه اپیتلیوم سنگفرشی غیر کراتینه) ، سلولهای عضلات صاف و اندوتلیوم عروق معده ، روده کوچک و روده بزرگ، وجود دارد.11

اسلاید 12: 12

اسلاید 13: 13

اسلاید 14: 14

اسلاید 15: 4.موتاسیون و تأثیر آن بر ساختار پروتئینی15

اسلاید 16: 16

اسلاید 17: 17

اسلاید 18: 18جهش D614G یک جهش میسنس است که در آن تغییر در یک جفت باز DNA باعث جایگزینی اسید آسپارتیک کد تک حرفی: D) ) با گلیسین کد تک حرفی:G) ) در پروتئین کد شده توسط ژن جهش یافته می شود.

اسلاید 19: 19

اسلاید 20: 20

اسلاید 21: 21