نانوبادی ها ، ساختار و کاربرد آنها

پایه اصلی نانوبادی ها در سال 1992 کشف شد و اولین بار در خانواده شتران (Camelidae) مشاهده شد. نانوبادی ها رده جدیدی از پروتئین های درمانی اند که از زنجیره سنگین و متغیر آنتی بادی ها به دست می آید. این قطعات کوچک پروتئینی در غیاب زنجیره سبک به طورکامل تکامل یافته اند. ترکیب ویژگی های خوب آنتی بادی های مونوکلونال معمولی و مولکول های کوچک دارویی در نانو بادی ها جمع شده است.
آنها به جز در شترها و لاماها (شتر بی کوهان آمریکای جنوبی) در هیچ یک از گونه های پستانداران مشاهده نمی شوند.
ساختار نانوبادی
ساختار نانوبادی ها در شکل زیر مشخص شده است. همان گونه که در تصویر مشاهده می شود یک آنتی بادی معمولی از نظر ساختاری دارای زنجیره سبک (VL-CL) و زنجیره سنگین (VH-VL) و دنباله های CH2 و CH3 است. نانوبادی ها از بخش متغیر زنجیره سنگین آنتی بادی یعنی VH با تغییراتی که در اسیدهای آمینه آن در ناحیه 2 داده شده است به وجود می آیند. (آنتی بادی یا پادتن نوعی پروتئین است که در دستگاه ایمنی بدن، در پاسخ به حضور آنتی‌ژن خاصی تولید می‌شود. آنتی ژن هم به ترکیباتی گفته می‌شود که پس از ورود به بدن موجب برانگیختن واکنش های ایمنی می‌گردند.) اساس این تغییرات به دلیل کاربرد بهتر صورت گرفته، به عنوان مثال تغییر اسیدهای آمینه آبگریز به آبدوست یکی از این تغییرات است.

تشکیل نانوبادی از آنتی بادی معمولی
تغییراتی که در توالی اسیدهای آمینه در نانوبادی ها درمقایسه با آنتی بادی ها صورت گرفته به شرح زیر است:
اسیدآمینه شماره 37 به جای والین، فنیل الانین، شماره 44 به جای گلیسین، گلوتامیک، 45 به جای لیزین، آرژنین و در اسید آمینه 47 به جای تریپتوفان، گلیسین قرار گرفته است. این تغییرات همچنین باعث افزایش مقاومت، حلالیت و انعطاف پذیری پروتئین های مربوطه می گردد.
ویژگی های نانوبادی ها
اندازه کوچک
نانوبادی ها کوچک ترین قطعات پروتئینی عملکردی شناخته شده هستند.
اندازه این ذرات KD14-12 است که به اندازه یک دهم اندازه آنتی بادی معمولی است. اندازه کوچک آنها باعث نفوذ سریع و آسان این مواد به بافت ها می شود و این یکی از شواهدی است که نشان می دهد نانو بادی ها در پزشکی حایز اهمیت اند. همچنین  به آنها اجازه می دهد آنتی ژن های زیادی را شناسایی کنند.
تمایل بالا
نانو بادی ها اتصال مخصوص با مولکول های هدف برقرار می کنند. نانوبادی ها به ساخت های ویژه چندگانه تبدیل می شوند، بنابراین می توانند اپی توپ های زیادی راجلب کنند. (اپی توپ قسمتی از یک آنتی ژن است که توسط سیستم دفاعی تشخیص داده می‌شود.) این خصوصیت شان باعث می شود در بیماری های چند عاملی مثل سرطان و التهاب کبد مفید باشند. اپی توپ های کانفورماسیونی را تشخیص می دهند و نسبت به آنتی بادی های معمولی دسترسی وسیع تری به اپی توپ ها دارند بنابراین ظرفیت اتصال به آنتی ژن های زیادی دارند.
پایداری بالا
نسبت به تغییرات دما،  PHو آنزیم ها مقاوم اند. علاوه بر مقاومت حرارتی در برابر عوامل کائوتروپ و دناتوره کننده، در حضور پروتئازها هم پایدارند.
ماندگاری خوبی دارند و قادر به زنده ماندن در شرایط سخت اند. در انکوباسیون (کمون یا نهفتگی) حرارتی تحت تأثیردمای ℃37 به مدت یک هفته تا 80% جایگاه ها فعال باقی ماندند. مقاومت دمایی نانوبادی ها ممکن است به علت تکامل مولکولی یا جهش هدفمند باشد. قابلیت تحمل شرایط سخت که در معده، دهان و تورم روده به وجود می آید را دارد. دمای ذوب آنها درمحدوده ℃ 78  -60 است.
آسان برای ساخت و تنظیم
سطح بالایی از نانوبادی ها به وسیله میکروارگانیسم هایی مثل قارچ ها و مخمرها ترشح می شوند. مخمر ساکارومیسس سرویزیه بیشتر از100 میلی گرم نانوبادی ترشح می کند. از طریق فرایند تخمیر نیز تولید نانوبادی صورت می گیرد. (مخمر یك قارچ میكروسكوپی است که در طبیعت یافت می شود و قادر است قندها را به الكل و گاز دی اكسید كربن و تركیبات معطر تبدیل كند.)
کاربرد وسیع نانوبادی ها
برخی از کاربردهای نانوبادی ها عبارتند از:
یک رده جدید از پروتئین های درمانی
اداره مسیرهای چندگانه
کاربرد در دامنه وسیعی از بیماری ها
نانوبادی ها به دلیل این که توانایی تشخیص اپی توپ های زیادی را دارند در بیماری های چندعاملی کاربرد دارند.
استفاده از نانوبادی ها در پژوهش های کلینیکی، آنها به جایگاه فعال پروتئین هدف وصل می شوند، بنابراین از عوامل سرطان درمانی شناخته شده اند.
حلالیت بالا
نانو بادی ها در محلول های آبی قابل حل اند. احتمالاً به خاطر جایگزینی که در توالی آمینو اسیدی شان صورت گرفته است این خصوصیت به وجود آمده است. تغییر اسید آمینه های هیدرفوب به هیدروفیل در توالی این پروتئین ها باعث افزایش حلالیت و مقاومت آنها می شود. این تغییر در موقعیت اسیدهای آمینه 37-44-45-47 شکل گرفته بنابراین نانوبادی ها به عنوان محلول مؤثرتر بیان می شوند.
پاره ای از ویژگی های دیگر نانو بادی ها
شکل انعطاف پذیر
هزینه مناسب برای ساخت
راحت برای کشف
عدم لینکرهای مستعد به جمع شدن (لینکر چیزی است که به چیزهای دیگر پیوند می خورد.)
نیمه عمرکوتاه (چندساعت)
بازده بیانی خوب
سازه پرتوان
به رسمیت شناختن اپی توپ های غیرمعمول و پنهان
کاربردهای گوناگون نانو بادی ها
نانو بادی ها به عنوان بلوک های ساختمانی برای ساخت های متنوع به کار می روند.
انعطاف پذیری زیاد این پروتئین ها باعث می شود که به اپی توپ های هدف متفاوتی پیوند بخورد و در درمان سرطان کاربرد دارد. به خصوص در تبدیل سلول های T کشنده به تومور.
حلالیت و قدرت زیاد نانو بادی باعث تبدیل به فرم های متعدد می شود.
نانو بادی های گونه لاما بیان داخل سلولی دارند.
نانوبادی ها به جایگاه فعال آنزیم ها وصل می شوند و از فعالیت آنزیم به خصوص در گیاهان جلوگیری می کنند. (مهار کننده آنزیمی)
بیان بالا، فولدینگ (تاخوردگی) صحیح و اتصال داخل سلولی نانو بادی های نوترکیب عامل موفقیت این پروتئین ها در ایجاد پاسخ ایمنی است.
نانو بادی ها در تشخیص سرطان
ویژگی های فیزیکی و دارویی نانوبادی ها باعث شده در تشخیص سرطان و درمان آن کاربرد داشته باشند. در زمینه تشخیص سرطان، نانوبادی ها توانایی دارندکه پرتوزاها را به تومور هدف تحویل دهند. خیلی سریع در یک زمان کوتاه به بافت هدف نفوذ می کنند. بنابراین درتشخیص تومور هدف فعالیت می کنند.
نانوبادی همچنین قادر است وجود آنتی ژن مختص پروستات (prostate-specific antigen) را در جریان خون تشخیص دهد. نانوبادی های مشتق از لاما ابزاری عالی در آنالیزهای ایمنی درتشخیص دیستروفی عضلانی است.
نانو بادی ها در درمان سرطان
اندازه کوچک نانوبادی باعث می شود تا به صورت مناسب به آنتی ژن هدف ( تومور) متصل شود. ثابت شده که نانوبادی ها در ایمنی سلولی و هومورال حیوانات بازدهی ندارند. (ایمنی هومورال نوعی از دفاع اختصاصی است که در آن پادتن‌ها به عنوان ریز مولکول‌های واسطه وارد عمل می‌شوند) نانو بادی سم را وارد تومور می کند و زمان این اثر را کوتاه می کند تا به سلولهای سالم آسیبی نرسد.
کانجوگیت (مزدوج) کردن آنتی بادی با این پروتئین باعث معالجه کامل آدنوکارسینومای انسانی (سرطان در بافت غدد) می شود.
با استفاده از این کشف جدید امروزه از گونه های باکتریایی به عنوان وکتورتومور استفاده می شود.
نانوبادی ها قادر به عبور از سدخونی- مغزی هستند بنابراین در تشخیص بیماری های عصبی و سرطان مغزی نیز کارایی دارند.
تنها مشکل نانو بادی در این کاربرد نیمه عمر کوتاه آن است، برای غلبه بر این مشکل این قطعات کوچک پروتئینی را با آلبومین همراه می کنند.
نانوبادی ها در مقایسه با آنتی بادی های معمولی سطح پاراتوپ وسیع تری دارند.

صورتک های ژاپنی در دنیای آنلاین سمی ترین مکان های روی زمین