معلومة

7.4: التفاعلات بين الدواء والمضيف - علم الأحياء

7.4: التفاعلات بين الدواء والمضيف - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

7.4: التفاعلات بين الدواء والمضيف

7.4: التفاعلات بين الدواء والمضيف - علم الأحياء

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يمكن إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من قبل المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


التفسيرات البيولوجية

عند النظر إلى تعاطي المخدرات ، يركز مجال علم الأحياء على سؤالين رئيسيين مرتبطين. أولاً ، كيف ولماذا تؤثر العقاقير على سلوك الشخص ومزاجه وإدراكه وغير ذلك من الصفات؟ ثانيًا ، ما العوامل البيولوجية التي تفسر سبب تعاطي بعض الأشخاص للمخدرات أكثر من غيرهم؟

فيما يتعلق بالسؤال الأول ، فإن مجال علم الأحياء لديه فهم ممتاز لكيفية عمل الأدوية. تقع تفاصيل هذا الفهم خارج نطاق هذا الفصل ، ولكنها تتضمن كيفية تأثير الأدوية على مناطق في الدماغ والناقلات العصبية التي تسبب تأثيرات دواء و rsquos معينة. على سبيل المثال ، ينتج الكوكايين النشوة والمشاعر الإيجابية الأخرى جزئيًا لأنه ينتج أولاً تراكم الدوبامين ، وهو ناقل عصبي مرتبط بمشاعر المتعة والمتعة.

تشير الأبحاث التي أجريت على التوائم المتطابقة إلى أن إدمان الكحول له أساس وراثي.

Michael Dorausch & ndash Identical Twins Jedward & ndash CC BY-SA 2.0.

فيما يتعلق بالسؤال الثاني ، يعتبر البحث البيولوجي أكثر تخمينًا ، لكنه يفترض أن بعض الأشخاص معرضون بشكل خاص لتأثيرات الأدوية. من المرجح أن يتعرض هؤلاء الأشخاص لتأثيرات شديدة للغاية وأن يصبحوا مدمنين من الناحية الفسيولوجية و / أو النفسية على عقار معين. إلى الحد الذي تحدث فيه هذه العملية ، يُفترض أن الأشخاص المعنيين لديهم استعداد بيولوجي لإدمان المخدرات الذي يُعتقد أنه استعداد وراثي.

ركزت معظم الأبحاث حول الاستعداد الوراثي على الكحول وإدمان الكحول (Hanson et al. ، 2012). وجدت الدراسات التي أجريت على التوائم أن التوائم المتطابقة أكثر عرضة من التوائم الشقيقة (غير المتطابقين وراثيًا) للإصابة بمشاكل الكحول أو عدم وجودها. بالإضافة إلى ذلك ، وجدت الدراسات التي أجريت على أطفال الآباء المدمنين على الكحول والذين تم تبنيهم من قبل آباء غير مدمنين على الكحول أن هؤلاء الأطفال أكثر عرضة من أولئك الذين ولدوا لأبوين غير مدمنين على الكحول للإصابة بمشاكل الكحول بأنفسهم. على الرغم من أن الاستعداد الوراثي للإدمان على الكحول قد يكون موجودًا لأسباب غير مفهومة جيدًا حتى الآن ، إلا أنه لا توجد أبحاث مماثلة كافية حول أنواع أخرى من إدمان المخدرات لافتراض وجود استعداد وراثي لهذه الأنواع. تفسر العديد من العوامل غير البيولوجية أيضًا استخدام الكحول والمخدرات الأخرى والإدمان عليها. ننتقل الآن إلى هذه العوامل.


رسم خرائط تفاعلات HBV cccDNA مع عوامل المضيف

تعد عدوى فيروس التهاب الكبد B مشكلة صحية رئيسية تؤثر على حوالي 300 مليون شخص على مستوى العالم. على الرغم من أن الإدارة الناجحة للقاح الوقائي قد قللت من الإصابات الجديدة ، إلا أن علاج التهاب الكبد B المزمن (CHB) لا يزال غير متاح. العلاجات الحالية المضادة لفيروس التهاب الكبد B تبطئ من تطور المرض ولكنها ليست علاجية لأنها لا تستطيع القضاء على HBV أو إسكات الدنا الدائري المغلق تساهميًا بشكل دائم (cccDNA). يستمر الكروموسوم الصغير cccDNA في نوى خلايا الكبد المصابة حيث يشكل القالب لجميع النسخ الفيروسي. تعتبر التفاعلات بين عوامل المضيف و cccDNA ضرورية لتكوينها واستقرارها ونشاط النسخ. هنا ، نلخص التفاعلات المبلغ عنها بين HBV cccDNA وعوامل المضيف المختلفة وآثارها على تكرار HBV. بينما يختطف الفيروس بعض العمليات الخلوية لإكمال دورة حياته ، هناك أيضًا عوامل مضيفة تحد من الإصابة بفيروس التهاب الكبد B. لذلك ، نقوم بمراجعة كل من التنظيم الإيجابي والسلبي لـ HBV cccDNA بواسطة عوامل المضيف واستخدام الأدوية الجزيئية الصغيرة أو نوكليازات التسلسل المحدد لاستهداف هذه التفاعلات أو cccDNA مباشرة. نناقش أيضًا العديد من الأنظمة البديلة المستندة إلى المراسلين والتي تحاكي بيولوجيا cccDNA والتي يمكن استخدامها لفحص مكتبة الأدوية لمركبات استهداف cccDNA وكذلك تحديد الأهداف ذات الصلة بـ cccDNA.

الكلمات الدالة: فيروس الالتهاب الكبدي الوبائي ب مغلق تساهميًا في استهداف دواء الحمض النووي الدائر الذي يستهدف أنظمة فحص تفاعل الفيروس المضيف.

بيان تضارب المصالح

الكتاب تعلن أي تضارب في المصالح.

الأرقام

تمثيل تخطيطي لالتهاب الكبد ...

تمثيل تخطيطي لدورة حياة فيروس التهاب الكبد B (HBV).

ملخص للفئات الرئيسية من ...

ملخص للفئات الرئيسية لعوامل المضيف التي تعزز أو تمنع الإغلاق التساهمي ...


7.4: التفاعلات بين الدواء والمضيف - علم الأحياء

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يمكن إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من قبل المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


مسح سنوي عالمي للبيانات الجديدة في التفاعلات الدوائية الضارة

Cucnhat Walker PharmD، BCPS، MPH، Sidhartha D. Ray PhD، FACN، in Side Effects of Drugs Annual، 2019

رد فعل موقع الحقن

تم استخدام نموذج في المختبر (خراطيش مملوءة بحمض الهيالورونيك تحاكي الفراغ تحت الجلد) ونموذج في الجسم الحي (الفئران) لدراسة آليات تفاعل موقع الحقن (أي كتلة موقع الحقن ، حمامي ، ضمور) وتصريف الغدد الليمفاوية ( أي ، تضخم العقد اللمفية) المرتبط بحقن GA [71H]. أظهر النموذج المختبري أن حمض الغلاتيرامر- الهيالورونيك يتراكم في موقع الحقن ويبطئ إطلاق الدواء في النظام على مدى 3 أيام. في اليوم الثالث ، تم العثور على ما يقرب من 30٪ من الدواء في موقع الحقن. أظهر النموذج في الجسم الحي أن الدواء سافر إلى العقدة الليمفاوية المصفاة وبقي هناك لأكثر من 4 ساعات.

فحصت دراسة قائمة على الملاحظة المرتقبة تفاعلات ما بعد الحقن (PIR) للـ GA في المرضى الذين يعانون من التصلب المتعدد الانتكاس والهاجر [72R]. كانت التفاعلات النموذجية هي الخفقان ، وضيق التنفس ، وعدم انتظام دقات القلب ، والتشنج القصبي ، والشرى. كانت الأعراض غير النمطية هي تقلصات في البطن ، والغثيان / القيء ، والإسهال ، والرعشة ، والحمى ، وأعراض أخرى غير شائعة. تلقى المرضى إما SQ 20 مجم GA (ن = 97) أو 40 مجم GA (ن = 173). ارتبطت جرعة 40 ملغ بشكل كبير مع تفاعلات غير نمطية بعد الحقن. في هذه المجموعة ، أبلغ 22٪ عن تقارير PIR غير نمطية ، منها 15٪ كانت لها تفاعلات متكررة ، و 8.1٪ عانوا من تقارير PIR نموذجية وغير نمطية. استجابت جرعة 20 ملغ فقط بنسبة 2.1 ٪ مع PIRs غير النمطية.


البروتينات والمضيف - تفاعلات الممرض

ديفيد جي بيرون ،. فيليب هولزمولر ، في علم الوراثة وتطور الأمراض المعدية ، 2011

11.7.4 البيئة والتفاعلات بين المضيف والطفيلي

بالنسبة للتفاعلات بين المضيف والممرض ، فإن الافتراض الرئيسي هو أنه ، على نطاق زمني بيئي ، يتم إصلاح حساسية المضيف وفوعة الممرض في بداية الحديث المتبادل (Bull، 1994 Dieckmann et al.، 2002). أيضًا ، يُنظر إلى العوامل البيئية تقليديًا على أنها "تهيئة المشهد" للحوار المتبادل بدلاً من أن يكون لها أي دور واضح بمجرد أن يكون جاريًا. نتيجة لذلك ، لم يحظ تأثير العوامل الخارجية على حساسية المضيف وفوعة الممرض أثناء الحديث المتبادل باهتمام كبير. ومع ذلك ، فمن الشائع أن تجد في مجموعات الأنواع الممرضة تباينًا كبيرًا في الفوعة ، حتى عندما يتم جمع مسببات الأمراض في نفس البيئة وفي نفس الوقت. عندما تكون خاصية بيولوجية مثل الفوعة متغيرة لأسباب وراثية وبيئية ، فقد يختلف شخصان لأنهما يختلفان في التركيب الوراثي ، لأن لديهما تجارب بيئية مختلفة ، أو كليهما (إليوت وآخرون ، 2002). لسوء الحظ ، فإن مدى إظهار مختلف مسببات الأمراض الفردية والأنماط البيئية الممرضة لقدرات الفوعة المختلفة موثق بشكل سيئ وفك شفرته.

تتشكل سمات تاريخ حياة العوائل ومسببات الأمراض من خلال عمليات التطور المشترك (Wolinska and King ، 2009). أظهرت العدوى التي تم قياسها في ظل الظروف المختبرية أن البيئة التي يتفاعل فيها المضيفون ومسببات الأمراض قد تؤثر على مجموعة الأنماط الجينية للمضيف التي يمكن أن تصاب بنمط وراثي معين من العوامل الممرضة في جمعيات الممرض المضيف (أي خصوصية الاختيار ). على الرغم من هذه الحقيقة المهمة ، غالبًا ما يتم استبعاد التقلبات البيئية في الدراسات الاستقصائية حول التفاعلات بين المضيف والممرض. نظرًا لأن معظم التفاعلات بين المضيف والممرض تكون في بيئات غير متجانسة ، فهناك حاجة ماسة لمراعاة الظروف البيئية في مسوحات البروتينات. قد تكون البروتينات السكانية فرصة واعدة لحل القضايا المثيرة للاهتمام الخاصة بالتداخلات المتبادلة بين المضيف والممرض في بيئة مختلفة (الشكل 11.8). هذا النوع من المسح من شأنه أن يجلب بيانات جزيئية رائدة لفك تشفير معيار رد الفعل من النمط الجيني وفهم سبب تطور مسببات الأمراض أحيانًا في بيئة معينة نحو الفوعة العالية والمضيفين نحو المقاومة العالية. أيضًا ، ستسمح هذه الاستطلاعات بتقييم ثبات أو عدم ثبات تفاعلات العائل والطفيلي المتضمنة في ارتباط مضيف وممرض في بيئة مختلفة.

الشكل 11.8. تفاعلات المضيف والممرض في بيئة مختلفة.


أساليب

زراعة الخلايا

تم الحصول على خلايا Caco-2 البشرية ، المشتقة من سرطان القولون ، من Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ AC169). شهادة المصادقة الخلوية من DSMZ متاحة وتم اختبار الخلايا سلبيًا لعدوى الميكوبلازما.

نمت الخلايا عند 37 درجة مئوية في وسط أساسي بسيط (MEM) مكمل بـ 10 ٪ من مصل بقري جنيني (FBS) وتحتوي على 100 وحدة دولية / مل من البنسلين و 100 ميكروغرام / مل من الستربتومايسين. تم شراء جميع الكواشف المزروعة من Sigma.

تحضير الفيروس

تم عزل SARS-CoV-2 من عينات المسافرين العائدين من ووهان (الصين) إلى فرانكفورت (ألمانيا) باستخدام خط خلايا سرطان القولون البشري Caco-2 كما هو موضح سابقًا 6. مرت مخزونات SARS-CoV-2 المستخدمة في التجارب بمرور واحد على خلايا Caco-2 وتم تخزينها عند -80 درجة مئوية. تم تحديد عيار الفيروسات على أنها TCID50/ مل في خلايا متكدسة في 96 طبق ميكروتيتر جيدًا.

القياس الكمي للحمض النووي الريبي الفيروسي

تم عزل الحمض النووي الريبي SARS-CoV-2 من عينات المادة الطافية للثقافة الخلوية باستخدام المخزن المؤقت AVL ومجموعة QIAamp Viral RNA (Qiagen) وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة. تم إجراء التقدير الكمي القائم على الامتصاص لعائد الحمض النووي الريبي باستخدام مقياس الطيف الضوئي Genesys 10S UV-Vis (علمي حراري). تم إخضاع الحمض النووي الريبي لتحليل OneStep qRT-PCR باستخدام مجموعة Luna Universal One-Step RT-qPCR Kit (New England Biolabs) ونظام CFX96 Real-Time System ، C1000 Touch Thermal Cycler. تم تكييف الاشعال من بروتوكول منظمة الصحة العالمية 31 الذي يستهدف إطار القراءة المفتوحة لبوليميراز الحمض النووي الريبي المعتمد على الحمض النووي الريبي (RdRp): RdRP_SARSr-F2 (GTGARATGGTCATGTGTGGCGG) و RdRP_SARSr-R1 (CARATGTTAAASACACTATTAGCATA) باستخدام 0.4 ميكرومتر لكل تفاعل. تم إنشاء المنحنيات القياسية باستخدام DNA البلازميد (pEX-A128-RdRP) الذي يحتوي على مناطق amplicon المقابلة من RdRP التسلسل المستهدف وفقًا لرقم دخول GenBank NC_045512. تم استخدام ثلاث مكررات بيولوجية لكل حالة. يعني ± sd. حسبت لكل مجموعة.

فحوصات جدوى الخلايا ومضادات الفيروسات

أصيبت الطبقات المتكدسة لخلايا Caco-2 في 96 طبقًا جيدًا بـ SARS-CoV-2 بمعدل 0.01. تمت إضافة الفيروس مع الأدوية وحضنت في MEM مع 2 ٪ FBS مع تخفيفات دوائية مختلفة. تم تقييم التأثيرات الممرضة للخلايا بصريًا بعد 48 ساعة من الإصابة. لتقييم آثار الأدوية على حيوية خلية Caco-2 ، عولجت طبقات الخلايا المتكدسة بتركيز دوائي مختلف في 96 طبقًا جيدًا. تم قياس الصلاحية باستخدام Rotitest Vital (Roth) وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة. تم جمع البيانات لكل حالة لثلاث مكررات بيولوجية على الأقل. بالنسبة لمنحنيات الجرعة والاستجابة ، تم تزويد البيانات بجميع التكرارات باستخدام OriginPro 2020 بالمعادلة التالية:

IC50 تم إنشاء القيم بواسطة Origin جنبًا إلى جنب مع مقاييس تناسب المنحنى.

الكشف عن البروتين النووي لـ SARS-CoV-2

تم تقييم العدوى الفيروسية عن طريق تلطيخ البروتين النووي SARS-CoV-2. باختصار ، تم إصلاح الخلايا باستخدام الأسيتون: محلول الميثانول (40:60) وتم إجراء التلوين المناعي باستخدام جسم مضاد أحادي النسيلة موجه ضد البروتين النووي لـ SARS-CoV-2 (1: 500 ، Sinobiological ، 40143-R019-100ul) ، والذي كان تم اكتشافه باستخدام جسم مضاد ثانوي مضاد للأرانب مترافق مع بيروكسيداز (1: 1000 ، Dianova) ، متبوعًا بإضافة ركيزة AEC.

وضع العلامات على النظائر وتحلل الخلايا

باختصار ، قبل ساعتين من التجميع ، تم غسل الخلايا مرتين باستخدام برنامج تلفزيوني دافئ لإزالة الوسط المتداخل وتم تربيتها لمدة ساعتين إضافية باستخدام وسط DMEM يحتوي على 84 مجم / لتر-أرجينين (13 C6 15 N4 (R10) Cambridge Isotope Laboratories ، CNLM- 539-H) و 146 مجم / لتر-ليسين (13 C6 15 N2 (K8) ، Cambridge Isotope Laboratories ، CNLM-291-H) لتسمية البروتينات الناشئة. بعد ثقافة وضع العلامات ، تم غسل الخلايا ثلاث مرات باستخدام PBS دافئ وتم فصلها باستخدام محلول تحلل ساخن 95 درجة مئوية (100 ملي EPPS درجة الحموضة 8.2 ، 2 ٪ ديوكسيكولات الصوديوم ، 1 ملي TCEP ، 4 ملي 2 كلوراسيتاميد ، قرص مثبط البروتياز صغير EDTA- مجاني (روش)). تم تحضين العينات بعد ذلك لمدة 5 دقائق إضافية عند 95 درجة مئوية ، تليها صوتنة لمدة 30 ثانية وحضانة أخرى لمدة 10 دقائق عند 95 درجة مئوية.

تحضير العينة لـ LC-MS / MS

تم تحضير العينات كما هو موضح سابقًا 3. باختصار ، تم ترسيب البروتينات باستخدام الميثانول: ترسيب الكلوروفورم وإعادة تعليقها في 8 M يوريا و 10 ملي EPPS pH 8.2. تم هضم البروتينات المعزولة باستخدام 1:50 w / w LysC (Wako Chemicals) و 1: 100 w / w التربسين (Promega ، درجة التسلسل) طوال الليل عند 37 درجة مئوية بعد التخفيف إلى تركيز نهائي من اليوريا 1 M. محمض (الرقم الهيدروجيني 2-3) باستخدام TFA. تمت تنقية الببتيدات باستخدام أعمدة C18 (50 مجم) SepPak (مياه) كما هو موضح سابقًا. تم تجفيف الببتيدات المحلاة وتم تعليق 25 ميكروغرام من الببتيدات في المخزن المؤقت لوضع العلامات TMT (200 ملي مولار EPPS درجة الحموضة 8.2 ، 10 ٪ أسيتونيتريل). تم إخضاع الببتيدات لعلامة TMT بنسبة 1: 2 الببتيد TMT (وزن / وزن) لمدة ساعة واحدة في درجة حرارة الغرفة. تم إخماد تفاعل الوسم بإضافة هيدروكسيل أمين إلى تركيز نهائي قدره 0.5٪ والحضانة عند درجة حرارة الغرفة لمدة 15 دقيقة إضافية. تم تجميع الببتيدات المسمى وتعريضها لتجزئة الطور العكسي بدرجة حموضة عالية باستخدام مجموعة HpH RP Fractionation (ThermoFisher Scientific) باتباع إرشادات الشركة المصنعة. تم خلط جميع التفاعلات متعددة الإرسال بقناة جسر ، والتي تتكون من عينة تحكم تم تصنيفها في تفاعل واحد وتنقسم إلى جميع التفاعلات متعددة الإرسال بكميات متساوية.

LC-MS / MS

تم تعليق الببتيدات في حمض الفورميك بنسبة 0.1 ٪ وفصلها على Easy nLC 1200 (ThermoFisher Scientific) وعمود السيليكا المندمج بطول 22 سم وقطره 75 ميكرون ، والذي تم تعبئته في المنزل باستخدام 1.9 ميكرومتر C18 الجسيمات (ReproSil-Pur ، Dr. Maisch) ، ويتم حفظها عند 45 درجة مئوية باستخدام فرن عمود متكامل (Sonation). تمت إزالة الببتيدات بواسطة تدرج غير خطي من 5-38٪ أسيتونيتريل على مدى 120 دقيقة ورشها مباشرة في مطياف الكتلة QExactive HF المجهز بمصدر أيون nanoFlex (ThermoFisher Scientific) بجهد رش يبلغ 2.3 كيلو فولت. أطياف MS كاملة المسح (350 - 1400 م/ض) تم الحصول عليها بقرار 120000 في م/ض 200 ، أقصى زمن حقن 100 مللي ثانية وقيمة هدف AGC 3 × 10 6. تم عزل ما يصل إلى 20 من الببتيدات الأكثر كثافة لكل مسح كامل باستخدام النافذة الأولى ومجزأة باستخدام تفكك تصادمي عالي الطاقة (طاقة تصادم طبيعية تبلغ 35). تم الحصول على أطياف MS / MS بدقة 45000 في م/ض 200 ، وقت حقن أقصى قدره 80 مللي ثانية وقيمة هدف AGC تبلغ 1 × 10 5. لم يتم اعتبار الأيونات ذات حالات الشحن 1 و & gt6 وكذلك الأيونات ذات حالات الشحن غير المعينة للتجزئة. تم ضبط الاستبعاد الديناميكي على 20 ثانية لتقليل التسلسل المتكرر للسلائف المكتسبة بالفعل.

تحليل بيانات LC-MS / MS

تم تحليل الملفات الأولية باستخدام برنامج Proteome Discoverer 2.4 (ThermoFisher Scientific). تم تحديد الأطياف باستخدام الإعدادات الافتراضية وعمليات البحث في قاعدة البيانات التي تم إجراؤها باستخدام عقدة SequestHT في Proteome Discoverer. تم إجراء عمليات بحث في قاعدة البيانات ضد التربسين المهضوم الانسان العاقل قاعدة بيانات SwissProt وقاعدة بيانات SARS-CoV-2 (الإصدار التجريبي من Uniprot) وملفات FASTA للملوثات الشائعة ("الملوثات.فاستا" المزودة بـ MaxQuant) لمراقبة الجودة. تم تعيين التعديلات الثابتة على أنها TMT6 عند الطرف N وكارباميدوميثيل في بقايا السيستين. تم إعداد عقدة بحث واحدة للبحث باستخدام TMT6 (K) وأكسدة الميثيونين كتعديلات ثابتة للبحث عن الببتيدات الخفيفة وتم إنشاء عقدة بحث واحدة باستخدام TMT6 + K8 (K ، +237.177) ، Arg10 (R ، +10.008) و أكسدة الميثيونين كتعديلات ثابتة لتحديد الببتيدات الثقيلة. تم إجراء عمليات البحث باستخدام Sequest HT. بعد كل بحث ، تم حساب احتمالات الخطأ اللاحق وتمت تصفية مطابقات طيف الببتيد (PSM) باستخدام Percolator باستخدام الإعدادات الافتراضية. تم إجراء توافق سير العمل لتقدير أيون المراسل باستخدام الإعدادات الافتراضية ، باستثناء الحد الأدنى لنسبة الإشارة إلى الضوضاء التي تم تعيينها على 5. ثم تم تصدير النتائج إلى ملفات Excel لمزيد من المعالجة. من أجل القياس الكمي للبروتين ، تم جمع كل PSM كثافة طبيعية ، متبوعة بالتطبيع IRS 32 و TMM 33 وتم جمع الببتيدات المقابلة لانضمام UniProt معين ، بما في ذلك جميع حالات التعديل.

لقياسات الترجمة ، تمت معالجة ملفات Excel في Python ، كما هو موضح سابقًا 3. تم استخدام Python 3.6 مع الحزم التالية: pandas 0.23.4 34 و numpy 1.15.4 35 و scipy 1.3.0. تمت قراءة ملفات Excel التي تحتوي على بيانات PSM طبيعية وتم تطبيع كل قناة إلى أدنى قناة بناءً على الكثافة الإجمالية. لكل تسلسل ببتيد ، تم استخراج جميع حالات التعديل الممكنة التي تحتوي على ملصق ثقيل وتم حساب متوسط ​​شدة كل قناة بين جميع الببتيدات المعدلة. تم إجراء الطرح الأساسي عن طريق طرح الشدة المقاسة للعينة غير المسمى SILAC من جميع القيم الأخرى. تم التعامل مع الشدة السلبية على أنها صفر. تم حساب التضمين الثقيل على مستوى البروتين من خلال جمع شدة جميع متواليات الببتيد التي تنتمي إلى مدخل بروتين فريد واحد. تم دمج هذه القيم مع خرج البروتين القياسي لـ Proteome Discoverer 2.4 لإضافة بيانات توضيحية إلى مدخلات البروتين الرئيسية.

المجموعات الهرمية ومقارنة الملف الشخصي

تم إجراء تحليل الكتلة الهرمي والمقارنة مع ملفات تعريف البروتين الفيروسي لجميع العينات باستخدام حزمة برامج Perseus 36 (الإصدار 1.6.5.0) بعد توسيط البيانات وقياسها (ض-درجات). ك- يعني أن المعالجة المسبقة تم إجراؤها برقم مجموعة 12 وبحد أقصى 10 تكرارات. لمقارنة الملامح الفيروسية كانت ض- سجل ومتوسط ​​لإنشاء ملف تعريف مرجعي. تمت مقارنة ملفات تعريف جميع البروتينات بالمرجع (بيرسون) ، وتم حساب المسافات و FDRs.

تحليل الشبكات

لتحليل الشبكة ، تم استخدام برنامج Cytoscape 3.7.1 37 مع المكون الإضافي BiNGO 3.0.3 38 لتحليل علم الجينات ، EnrichmentMap 3.1.0 39 و ReactomeFI 6.1.0 40. لتحليلات علم الجينات ، تم استخراج مجموعات الجينات من البيانات كما هو مبين باستخدام تغيير الطية وقطع الأهمية.

تحليل احصائي

لم يتم استخدام طرق إحصائية لتحديد حجم العينة مسبقًا. تم اختبار الأهمية ، ما لم يُنص على خلاف ذلك ، باستخدام Student غير ثنائية الجوانب ر-اختبارات مع تباين متساوٍ يفترض. تم إجراء التحليل الإحصائي باستخدام برنامج تحليل OriginPro 2020. لتحليل الأنطولوجيا الشبكية والجينية ، تم إجراء جميع الحسابات الإحصائية بواسطة الحزم المقابلة.

ملخص التقارير

يتوفر مزيد من المعلومات حول تصميم البحث في ملخص تقرير أبحاث الطبيعة المرتبط بهذه الورقة.


الجسيمات النانوية البوليمرية في استهداف وتسليم الأدوية

7.5 حركية الإصدار

تعد آليات إطلاق الدواء مهمة بنفس القدر مثل صياغة بوليمر الدواء بسبب التطبيق المقترح في توصيل الدواء المستمر. من أجل التلاعب في معدل وتوقيت إطلاق الدواء من NPs ، من المطلوب فهم جيد لآليات إطلاق الدواء. هناك خمس طرق محتملة لإطلاق الدواء:

الانتشار من خلال مصفوفة NPs ،

امتزاز الدواء المرتبط بالسطح ،

عملية تآكل وانتشار مشتركة ،

الانتشار عبر جدار البوليمر للكبسولات النانوية.

7.5.1 إصدار الأمر الصفري

في حالة الإطلاق الصفري ، لا يتم تفصيل الدواء المنطلق من التركيبات ، وفي النهاية يتم إطلاق الدواء ببطء والذي يمكن تمثيله من خلال المعادلات التالية:

عن طريق إعادة ترتيب المعادل. (7.1) يعطي

هنا، سر يمثل مقدار الدواء المذاب في الوقت المناسب ر, س يمثل التركيز الأولي للدواء و ك0 هو ثابت إطلاق الترتيب الصفري معبرًا عنه بوحدات التركيز / الوقت (داش وآخرون ، 2010).

7.5.2 إصدار الدرجة الأولى

تُستخدم حركيات الإطلاق من الدرجة الأولى عمومًا لامتصاص بعض الأدوية والتخلص منها. يمكن تمثيل إطلاق الأدوية من خلال الحركية الأولى أو الحركية من خلال المعادلات التالية:

هنا، ك يمثل ثابت معدل الدرجة الأولى المعبر عنه (الوقت -1).

ج0 هو التركيز الأولي للعقاقير ، ك هو ثابت معدل الدرجة الأولى ، و ر هو الوقت المناسب (داش وآخرون ، 2010).

7.5.3 إصدار Higuchi

تم اقتراح النموذج الأول لإطلاق الدواء من نظام المصفوفة بواسطة Higuchi ، 1961 أ ، ب. يعتمد هذا النموذج على فرضية أن (1) تركيز الدواء في نظام المصفوفة أكثر من قابلية الذوبان في الدواء (2) انتشار الدواء يحدث فقط في اتجاه واحد أو أحادي الاتجاه (3) انتشار الدواء ثابت (4) التورم والانحلال من نظام المصفوفة لا يكاد يذكر (5) يتم دائمًا الحفاظ على ظروف الحوض المثالية في بيئة الإطلاق (6) حجم جزيئات الدواء أصغر من سمك نظام المصفوفة (داش وآخرون ، 2010). اقترح هيغوتشي المعادلة التالية (هيغوتشي ، 1961 أ ، ب):

هنا، مر يمثل كمية الدواء التي تم إطلاقها في الوقت المناسب ر, أ هي مساحة سطح فيلم المصفوفة ، د هو انتشار جزيئات الدواء في حاملة المصفوفة ، ج0 يمثل تركيز الدواء الأولي ، و جس يمثل ذوبان الدواء في حامل المصفوفة (Siepmann and Siepmann ، 2008).

7.5.4 نموذج إصدار Weibull

أفضل وصف لمعادلة ويبل هو منحنى الإطلاق ثلاثي الأطوار أو السيني. يتم تطبيق معادلة Weibull على دراسة إطلاق النموذج باستخدام أنظمة توصيل الدواء التالية:

عملية يسيطر عليها التآكل مقترنة بإطلاق أقل انتشارًا

من الصفر إلى أقل إطلاق أولي للانفجار

من الصفر إلى أقل إطلاق بوساطة الانتشار

تم استخدام معادلة Weibull لتقدير إطلاق الدواء من NPs البوليمرية في ظروف طويلة وقصيرة.

هنا، X هي نسبة إطلاق الدواء في الوقت المناسب ر, Xإنف هو إطلاق الدواء بنسبة 100٪ ، α هو عامل التدرج المكافئ لثابت معدل الإطلاق الظاهر ، و β هو عامل الشكل.

في هذه المعادلة ، α يشرح عملية معدل و β يشرح شكل المنحنى على أنه أسي عندما β= 1 ، السيني أو على شكل حرف S مع انحناء صاعد مستمر مع نقطة تحول عندما β& gt1 ، ومكافئ ، مع منحدر ابتدائي أعلى وبعد ذلك مستقر مع الأسي عندما β& lt1 (D’Souza et al.، 2005).

7.5.5 نموذج Hopfenberg

اقترح Hopfenberg نموذجًا لمقارنة إطلاق الدواء من سطح البوليمر مع المدة التي تظل فيها مساحة السطح ثابتة ومستقرة خلال التحلل. وفقا لهوبفينبيرج الإفراج عن الدواء التراكمي في الوقت المناسب ر تم شرحه على النحو التالي:

هنا، ك0 هو ثابت معدل الإطلاق الصفري الذي يفسر إطلاق الدواء من سطح البوليمر ، جإل هي الكمية الأولية لتحميل الدواء في النظام ، أ هو نصف قطر النظام ، و ن هو الأس الذي يختلف مع الهندسة ، ن= 1 للهندسة المسطحة ، ن= 2 للهندسة الأسطوانية ، و ن= 3 للهندسة الكروية (داش وآخرون ، 2010).

7.5.6 نموذج هيكسون-كروويل

اقترح Hixson and Crowell (1931) أن مساحة الجسيمات تتناسب مع الجذر التكعيبي لحجمها. بحسب هيكسون-كروويل:

هنا، دبليو0 تمثل التركيز الأولي للدواء في NPs ، دبليور يشير إلى التركيز المتبقي للدواء في NPs في الوقت المناسب ر، و κ (كابا) هو ثابت لعلاقة السطح بالحجم (داش وآخرون ، 2010).

7.5.7 نموذج كورسمير- بيباس

كورسمير وآخرون. (1983) اشتق علاقة عبرت عن إطلاق الدواء من نظام NPs البوليمر.

هنا، مر هو تركيز الدواء في وسط الإطلاق في الوقت المناسب ر, م هو تركيز توازن الدواء في وسط الإطلاق ، ك هل معدل إطلاق الدواء ثابتًا ، و ن هو أس الإصدار (Korsmeyer et al. ، 1983 داش وآخرون ، 2010).

7.5.8 نموذج بيكر ولونسديل

تم التعبير عن نموذج الإطلاق هذا بواسطة Baker and Lonsdale (1974) من نموذج Higuchi (Baker and Lonsdale ، 1974) وعبر عن إطلاق الدواء من المصفوفات الكروية وفقًا للمعادلة التالية:

هنا، مر هو إطلاق الدواء في الوقت المناسب ر و م هو إطلاق الدواء في وقت غير محدود. معدل الإطلاق ثابت ك، يتوافق مع المنحدر. تم استخدام هذه المعادلة للتحليل الخطي لبيانات الإطلاق من الكبسولات الدقيقة أو الكرات المجهرية (Costa and Lobo ، 2001 Dash et al. ، 2010).

7.5.9 نموذج جومبيرتز

يتم التعبير عن معدل الانحلال في المختبر في الغالب بواسطة نموذج أسي ، والذي يُعرف عمومًا باسم نموذج Gompertz.

هنا، X(ر) هي النسبة المئوية المذابة في الوقت المناسب ر مقسومًا على 100 و Xالأعلى هو الحد الأقصى للانحلال ، α يحدد النسبة غير المنحلة في الفاصل الزمني ر, β هو معدل الانحلال / الوحدة الزمنية التي يتم التعبير عنها كمعامل للشكل. يعد نموذج Gompertz أكثر فائدة لمقارنة معدل إطلاق الأدوية التي تتمتع بقابلية جيدة للذوبان ومعدل إطلاق متوسط ​​(داش وآخرون ، 2010).


معلومات الكاتب

ساهم هؤلاء المؤلفون بالتساوي: سبيده صادق ، جوليان ماتشينسكي.

الانتماءات

رئيس قسم المعلوماتية الحيوية التجريبية ، كلية توم لعلوم الحياة ، جامعة ميونيخ التقنية ، ميونخ ، ألمانيا

سيبيده صادق ، جوليان ماتشينسكي ، ديفيد ب.

معهد علم الفيروسات ، كلية الطب TUM ، جامعة ميونيخ التقنية ، ميونخ ، ألمانيا

أندرياس بيشلمير وأليكسي ستوكالوف

ليبيتوم ، رئيس قسم المعلوماتية الحيوية التجريبية ، كلية توم لعلوم الحياة ، جامعة ميونيخ التقنية ، ميونيخ ، ألمانيا

تيم دانيال روز وأمبير يوش ك. بولينج

قسم العلوم الطبيعية ، Universidad Autónoma Metropolitana-Cuajimalpa (UAM-C) ، 05300 ، مكسيكو سيتي ، المكسيك

مختبر الطب الحيوي الحاسوبي ، قسم الرياضيات وعلوم الكمبيوتر ، جامعة جنوب الدنمارك ، أودنسه ، الدنمارك


شاهد الفيديو: حركية الدواء: مراجعة Review of pharmacokinetic parameters (ديسمبر 2022).