Viral enfeksiyonları kontrol etmek için yeni platformlar: nano ölçekli taşıyıcılar ve ilaç dağıtım sistemleri

Özet

Yeni nesil nano taşıyıcılar, yan etkiler açısından önemli ölçüde daha düşük risk ile ilaçların ve aşıların hedeflerine etkili bir şekilde ulaştırılması, kendi kendine ve kendi kendine olmayan antijenlere karşı bağışıklık tepkilerinin modülasyonu ve insan hastalıklarında erken teşhis için hassas görüntüleme teknolojilerinin geliştirilmesi için büyük bir umut vaat ediyor. COVID-19, bilim için olduğu kadar tıp için de bir meydan okumaydı (ve şu anda). Modern pandemi ile mücadele etmek için nanoteknoloji tabanlı yeni biyosensörler, teşhis cihazları, antiviral ilaçlar ve aşılar geliştirildi veya yeniden tasarlandı. SARS-CoV-2’nin patlak vermesi, araştırma ve geliştirme sektörlerini, mevcut pandemi durumunun ötesinde hızlı gelişimini sürdürmesi muhtemel insan hastalıklarını önlemek ve tedavi etmek için yeni, çok yönlü ve verimli yollar yaratmak için birlikte çalışmayı tetikledi.

Anahtar kelimeler: COVID-19, antiviraller, monoklonal antikorlar, aşılar, nanoteknoloji

1. SARS-CoV-2 ve COVID-19-modern bir pandeminin kökenlerine ve bunun araştırma ve klinik tıpta düşünme üzerindeki etkisine genel bir bakış

SARSCoV2 ile insan enfeksiyonu, Aralık 2019’un başlarında bildirilen ilk vakadan önceki haftalarda ve aylarda zoonotik bir yayılma olarak meydana geldi [69]. 31 Aralık 2019’da, Dünya Sağlık Örgütü (WHO), Çin’in Wuhan Şehrinde hızla artan sayıda henüz bilinmeyen pnömoni vakası hakkında bilgilendirildi. Nedensel ajan, 7 Ocak 2020’de yerel yetkililer tarafından beta-koronavirüs ailesinin şimdiye kadar bilinmeyen bir üyesi olarak tanımlandı. Ocak 2020’nin sonunda, DSÖ Genel Direktörü Dr Tedros Adhanom Ghebreyesus, yeni koronavirüs salgınının uluslararası öneme sahip bir halk sağlığı acil durumu olduğunu ilan etti [https://www.who.int/news/item/30-01-2020-statement-on-the-second-meeting-of-the-international-health-regulations-(2005)-emergency-committee-regarding-the-outbreak-of-novel-coronavirus-(2019-ncov)]. Dikkat çekici bir şekilde, şu anda toplam yaklaşık 100 vaka belirlendi ve henüz ölümlü bir vaka yok, ancak virüs Çin dışında neredeyse 20 ülkede yayılmayı başardı. Etiyolojik tedavi ve önleme geliştirme potansiyeli üzerine araştırmalar, klinisyenlerin, bilim adamlarının ve biyoteknoloji ve ilaç şirketlerinin çabalarını birleştirerek hemen başladı.

COVID-19, bilim için olduğu kadar tıp için de bir meydan okumaydı (ve şu anda da). Bununla birlikte, aynı zamanda, sınırsız çeşitlilikteki evrim mekanizmaları, nano ve mikro ölçekte meydana gelen değişiklikler arasındaki nedensel ilişki ve bunların makro dünya üzerindeki etkilerinin büyüklüğü hakkında Doğa’dan (yine bir kez daha) bir şeyler öğrenmek için bir fırsattır. Bu modern salgın, araştırma ve geliştirme sektörlerini, mevcut salgının ötesinde hızlı gelişimini sürdürmesi muhtemel olan insan hastalıklarını önleme ve tedavi etmek için yeni, çok yönlü ve verimli yollar yaratmak için birlikte çalışmaya tetikledi. Başlıca bir örnek, vektör ve mRNA aşılarının geliştirilmesidir. 2019’un sonunda, en iyi ihtimalle, insanlarda kullanım için onaylanmış bir vektör aşısı (rVSV-ZEBOV veya Merck tarafından Ervebo) vardı ve onaylanmış hiçbir mRNA aşısı yoktu, ancak kuduz mRNA aşısı için ilk klinik denemeler 2013’te başladı.

SARS-CoV-2’ye karşı aşıların geliştirilmesinin zaman çizelgesi gerçekten de çarpıcıdır, ancak aşıların “çok hızlı” geliştirildiği için değil, görünüşe göre tüm bilgiler zaten orada olduğu ve gerekli olan tek şey “büyük bir baskı” olduğu için. Milyonlarca insanda ciddi hastalıkları önlemek için güvenli ve verimli bir şekilde kullanılabilecek yeni tür aşılar icat etti. Aynısı, güvenli ve etkili anti-COVID-19 ilaçlarının geliştirilmesi için de geçerlidir. Günümüzde COVID-19 hastalarının tedavisinde önemli etkiler gösteren antiviraller (remdesivir, favipiravir ve diğerleri), çoğunlukla, daha önce diğer viral hastalıkların tedavisinde denenmiş, amaca yönelik yeniden tasarlanmış ilaçlardır. Bu nedenle, günümüzün anti-COVID tedavilerinin yeniliği, tam olarak hedeflerine yönelik etki prensiplerinde değil, daha çok bu hedeflerin ele alınma biçimindedir.

2. Çok yönlü nano ölçekli taşıyıcı platformların geliştirilmesi

İyi denenmiş konservatif tedaviler, genel olarak konuşursak, canlı hücrelerin ortamını bir ilaçla doyurarak çalışır, böylece hedefe (örneğin bir hücresel reseptöre) bağlanma şansı büyük ölçüde artar. İlaçların çoğu canlı hücrelere reseptör-ligand etkileşimi yoluyla girer. Belirli tipteki reseptörler birden fazla hücre tipinde eksprese edildiğinden ve aynı ilaç ligandı birden fazla tip reseptöre bağlanabildiğinden (bazen önemli), ilacın hedef dokudan farklı dokular üzerindeki etkilerine bağlı yan etki riski vardır. Bu özellikle sitostatik ve psikiyatrik ilaçlar için geçerlidir. Bu nedenle, güvenli ve etkili ilaç tedavileri (ve bu konuda aşılar) yalnızca ilaçtaki aktif maddeye değil, aynı zamanda taşıyıcısına ve bu taşıyıcının hedef doku ile etkileşim şekline de bağlıdır.
Nanoteknoloji… “yeni yapılar, malzemeler ve cihazlar üretmek için maddenin atomik ölçekte manipülasyonu… 1 ila 100 nanometre arasında uzunluk ölçeğine sahip materyaller kullanarak… malzemelerin fiziksel, kimyasal ve biyolojik davranışlarını etkileyen benzersiz özellikler sergilemeye başladığı boyut”, Atlanta, ABD’deki Hastalık Kontrol Merkezi (CDC) tarafından sağlanan tanıma göre: https://www.cdc.gov/niosh/topics/nanotech/default.html#:~:text=Nanotechnology%20is%20the%20manipulation%20of,new%20structures%2C%20materials%20and%20devices.&text=Nanotechnology%20refers%20to%20engineered%20structures,between%201%20and%20100%20nanometers.

Nano ölçekli parçacıkların boyutu (biyolojik makromoleküllerin boyutuyla karşılaştırılabilir) ve önemli yüzey-hacim oranı, çözünürlüklerini arttırır ve biyoaktif maddelerle yüklü nano taşıyıcıların farklı hücre ve doku bölmelerine ayrılmasını modüle etmek için kullanılabilir (istenen etkiye bağlı olarak). İnsan kullanımına yönelik farmasötikler için yeni nesil nano taşıyıcılar, yan etki riskini önemli ölçüde azaltarak etkin maddelerin hedefe etkili bir şekilde iletilmesini sağlar. Nanoteknoloji, belirli hedef bölgelere (örneğin kan-beyin bariyeri) ilaçların penetrasyonunu iyileştirmek, kendi kendine ve kendi kendine olmayan antijenlere karşı bağışıklık tepkilerini modüle etmek için doğa tarafından sağlanan engellerin üstesinden gelmenin yollarını sağlayabilir ve insanda hastalığın erken tespiti için hassas görüntüleme teknolojilerinin geliştirilmesine yardımcı olabilir. Modern araştırma ve geliştirmede nanoteknolojinin birçok başka uygulaması da vardır ve bunlardan bazıları Şekil 1’de görülebilir.

Şekil 1. Nanoteknolojinin modern araştırma ve geliştirmedeki uygulamalarından bazıları.

Çoğu virüsün boyutu 20 ile 250 nm arasında değişebilir, bu da nanoteknoloji tabanlı teknolojiyi antiviral araştırma amaçları için mükemmel bir seçenek haline getirir.

SARS-CoV-2, yüksek bulaşıcılık potansiyeline sahiptir (grip ve kızamık virüsünün bulaşıcılığına kıyasla). Röntgen görüntüleme, bilgisayarlı tomografi ve laboratuvar (moleküler biyoloji) testleri, enfeksiyonların taranmasına ve COVID-19’un klinik teşhisine yardımcı olmak için rutin olarak kullanılmaktadır. COVID-19 için ‘tipik’ kabul edilen röntgen ve BT bulguları (yayılmış interstisyel değişiklikler, buzlu cam opasiteleri) semptomların başlangıcından önemli ölçüde geri kalır ve klinik durum düzeldikten sonra da devam edebilir. Biraz paradoksal olarak, COVID-19 için geliştirilen ilk laboratuvar testi, oldukça hassas ancak ayrıntılı, pahalı ve zaman alıcı RT-PCR testiydi. Hastalık tespiti için PCR tabanlı testler, özünde, nanoteknoloji tabanlı test cihazlarıdır (teknolojinin geçmişi XX yüzyılın 90’lı yıllarına kadar uzanmasına rağmen). SARS-CoV-2 için antijen testleri (nanoteknoloji tabanlı testlerin bir başka örneğidir) daha sonra tanıyı hızlandırmak ve hastalar ve bakıcılar için kolayca kullanılabilir hale getirmek için geliştirilmiştir, ancak nazofaringeal ve boğaz swablarının kullanımındaki yaygın sınırlamaların yanı sıra, markadan markaya değişen duyarlılık ve özgüllük gibi ek sorunları vardır. Serolojik testler (IgG, IgM ve bazen IgA’nın varlığı için) mevcut ve geçmiş SARS-CoV-2 enfeksiyonlarını ortaya çıkarabilir ancak semptomların başlangıcından itibaren önemli bir gecikme ile gerçekleştirilmesi gerektiğinden ve yeni enfeksiyonlar için daha az uygulanabilirdir ve önceden aşılanmış semptomatik hastalarda güvenilmez olabilir. Biyosensörler (bir başka nanoteknoloji tabanlı cihaz türü), nispeten erken teşhis amacıyla geliştirilmiştir (ilk benzer rapor Seo ve arkadaşları tarafından Haziran 2020’de yayınlanmıştır) [76], ancak yüksek maliyetleri nedeniyle hala temel olarak araştırma amaçlıdır.

SARS-CoV-2 virionunun boyutu yaklaşık 100 nm’dir (ortalama). Bu nedenle, nanopartikül bazlı tedaviler için bir hedef olarak COVID-19’un potansiyeli, pandeminin en başından beri düşünülmüştür. Şimdiye kadar COVID-19 enfeksiyonunun önlenmesi, teşhis ve tedavisi amacıyla nanoteknoloji temelli yaklaşımlar geliştirilmiş ve denenmiştir.
COVID-19’un hassas ve spesifik tespiti için birkaç nanoteknoloji tabanlı cihaz geliştirilmiştir. Şu anda, RT-PCR ve antijen testlerine dayanan rutin olarak kullanılan yaklaşımları artırıyorlar. Solunan havada SARS-CoV-2’nin tespiti için altın nanoparçacıklara dayalı yeni bir biyosensör önerilmiştir [75, 78, 27]. Manyetik nanopartiküller, SARS-CoV-2 için özel bir ekstraksiyon protokolünde kullanıldı [81, 97]. Yarı iletken özelliklere sahip (genellikle kuantum noktaları olarak bilinir) nano ölçekli kristaller, SARS-CoV-1 nükleokapsid protein antijeninin saptanması için bir biyosensörde başarıyla kullanılmıştır [70] ve SARS-CoV-2’nin saptanması için de kullanılabilir [40]. Nanomateryal tabanlı tespit cihazlarının, sensörlerin, ilaçların ve aşıların öngörülebilir gelecekte pandemi yönetiminin temel dayanağı olması beklenebilir [65, 50].

3. Antiviral ilaçlar için nano tabanlı dağıtım sistemleri

3.1. Viral enfeksiyonların tedavisinde nanoteknoloji formülasyonları-türleri ve potansiyel uygulamaları

Bir nanofarmasötik, tanımı gereği, terapötik potansiyele sahip nano ölçekli aralıkta parçacık boyutuna sahip bir malzemedir. Nanopartiküller farklı şekillere ve kimyasal bileşimlere sahip olabilir. Nanoparçacıktaki aktif bileşik çözülebilir, hapsedilebilir, kapsüllenebilir, adsorbe edilebilir, konjuge edilebilir veya kimyasal olarak eklenebilir, bu nedenle aktif bileşiğin taşıyıcısı bir nanotaşıyıcı olarak adlandırılır. Ana nanotaşıyıcı türlerinin şematik bir temsili Şekil 2’de gösterilmektedir.

Şekil 2. Nanotaşıyıcı türleri.

En yaygın nano taşıyıcı türleri aşağıda kısaca listelenmiştir. Lipozomlara, ilk oldukları ve şu anda en yaygın kullanılan ilaç nanotaşıyıcı türü oldukları için özel önem verilmektedir.

3.1.1. Lipid bazlı nanoformülasyonlar

Lipitler, açık ara en güvenli taşıyıcı türüdür. Üretilmeleri daha kolay ve ucuzdurlar, biyolojik olarak parçalanabilirler, biyolojik olarak uyumludurlar, toksik değildirler ve genellikle immünojenik değildirler [61]. Formülasyondaki lipidler, yüzey aktif maddeler ve çözücüler gibi diğer maddelerle birlikte kullanılır. Yaygın olarak kullanılan lipid bazlı nanoformülasyonlar arasında lipozomlar, katı lipid nanopartiküller (SLN), nanoemülsiyonlar ve nanosüspansiyonlar bulunur.

Lipozomlar

Lipozomlar, sulu bir çekirdeğin tamamen doğal veya sentetik fosfolipidlerden oluşan bir membranöz lipid çift tabakası ile çevrelendiği veziküllerdir. Hazırlama yöntemine bağlı olarak, lipit veziküller, sırasıyla birçok, birkaç veya bir çift katmanlı kabuk(lar) içeren çoklu, oligo- veya tek katmanlı olabilir. Vezikülün çapı büyük ölçüde 10 ile 1000 nm arasında değişebilir.

Birinci nesil (geleneksel) terapötik lipozomların sulu çekirdeği, hidrofilik biyoaktif bileşiği içeriyordu. Daha sonraki nesil lipozomlar, hidrofobik bileşikleri de tutabilir ve in vivo dolaşım süresini artırmak ve tıbbi maddenin hedeflenen ve zamanlanmış dağıtımını sağlamak için ek modifikasyonlar taşıyabilir [37]. Farklı lipozom tiplerinin bir şeması Şekil 3’te görülebilir.

Şekil 3. Farklı tipteki lipozomal ilaç dağıtım sistemlerinin bir temsili

Lipozomlar, ultrason sonikasyonu, dehidrasyon-rehidrasyon, ters fazlı buharlaştırma, donma-çözülme döngüleri, vezikül ekstrüzyonu, vb. çeşitli yöntemlerle fosfolipidlerin sulu bir çözeltisinden hazırlanır [31]. Ortaya çıkan tuzak verimliliği çok farklı olabilir. Elde edilen lipozomların boyutunda ve katmanlılığında optimum kontrol, genellikle, tanımlanmış boyutta gözeneklere sahip filtreler kullanılarak ekstrüzyon yoluyla elde edilir. Terapötik lipozomların istenen bölgeye hedeflenmesi vezikül yüzeyine ligandlar eklenerek elde edilir [37].

Lipozomların nanotaşıyıcılar olarak dezavantajları vardır. Bunlar arasında nispeten düşük ilaç yükleme kapasiteleri ve kararsızlıkları ile çeşitli yardımcı maddelerden (örneğin PEG3350) dolayı potansiyel immünojenisite riski vardır [11].

Şu anda, birkaç lipozomal formülasyon klinik kullanımdadır. Uygulamalar arasında hedeflenen sitotoksik ajanlar, intraoküler uygulamalar, T4 endonükleaz V preparasyonları ile aşırı UV duyarlılığı olan hastalar için ışınlama sonrası tedaviler yer almaktadır [95, 13, 49].

Polietilen glikol (PEG)-konjuge lipozomlar şu anda hem Comirnaty (Pfizer BioNTech) hem de Spikevax (Moderna) aşılarında kullanılmaktadır.

Katı lipid nanoparçacıkları (SLN’ler)

SLN’ler katı bir lipid matrisinden (trigliseritler, steroidler, yağ asitleri, mumlar, vb.) oluşur. Lipozomların aksine, SLN’ler endüstriyel olarak ölçeklenebilir. SLN’lerin çeşitli antiviral ilaçlar (ritonavir, maraviroc, darunavir, efavirenz, zidovudin, lopinavir, dolutegravir ve diğerleri) için taşıyıcı olarak kullanım geçmişi vardır – ayrıntılar için aşağıya bakın.

Daha sonraki nesil SLN’ler, nanoyapılı lipid taşıyıcılardır (NSLC’ler). SLN’lerin aksine, NSLC’lerdeki lipidler sıvı haldedir ve artan stabilite ve geliştirilmiş kontrollü salım modeli sağlar.

Nanoemülsiyonlar

Nanoemülsiyonlar (NE), emülsiyon haline getirilmiş yağlar, su ve yüzey aktif maddelerden oluşan küresel tek fazlı sistemlerdir. NE’lerin yüksek yükleme kapasitesi, artan hidrofilikliği ve gelişmiş biyoyararlanımı vardır. Nanoemülsiyonlar, proteaz inhibitörleri (saquinavir, indinavir) gibi anti-HIV ilaçlarının formülasyonlarını geliştirmek için kullanılmıştır [90].

Kendinden nanoemülsifiye edici ilaç dağıtım sistemleri (SNEDDS), NNRTI ilacı nevirapin gibi hidrofobik ilaçların taşıyıcıları için kullanılan tek fazlı yağ-su-yüzey aktif madde sistemlerinin başka bir formülasyon türüdür (aşağıya bakınız) [Selvam ve Kulkarni, 2014]. Bugüne kadar, pulmoner epitele hedeflenen teslimat için bir nanoemülsiyon [68] ve antiviral ilaç favipiravir içeren katı lipit nanoparçacıklarının bir süspansiyonu [87] geliştirilmiştir. Şimdiye kadar, in vitro çalışmalarda elde edilen sonuçlar cesaret vericidir.

3.1.2. Polimer bazlı nanoformülasyonlar

Nanoformülasyonların hazırlanmasında çeşitli doğal ve sentetik polimerler kullanılabilir. Hidrofilik polimerler jelatin, albümin, aljinat, dekstran, kitosan, agaroz ve diğerlerini içerebilir. Nanoformülasyonlarda kullanılan hidrofobik polimerler, polilaktik asit (PLA), polilaktid-ko-glikolik asit (PLGA), polistiren, polikaprolakton (PECL), polimetakrilat (PMMA) ve diğerlerini içerebilir. Farmakokinetiği geliştirmek, potansiyel immünojenisiteyi azaltmak ve pH, sıcaklık ve diğer uyaranlardaki değişikliklere yanıt olarak ilacın uyaranla tetiklenen salınımını sağlamak için yüzey modifikasyonları uygulanabilir. P-gp ve diğer çoklu ilaç direnci (MDR) proteinlerini inhibe eden özel polimerler, özellikle onkoloji amaçları için geliştirilmiştir.

Polimer bazlı nanoformülasyonlar, polimerik miselleri, polimerik katı nanoparçacıkları, nanokapsülleri ve nanoküreleri içerir.

Polimerik miseller

Polimerik miseller, her biri bir hidrofobik ve bir hidrofilik alt birimden oluşan amfifilik kopolimerlerden yapılmış nano boyutlu yapılardır. Unimerler, hidrofobik bir çekirdek ve misel adı verilen hidrofilik bir kabuk ile yapılar oluşturmak üzere birleşirler. Hidrofobik çekirdek, zayıf suda çözünürlüğe sahip ilaçları içerirken hidrofilik kabuk ilaç kargosu, ilacın taşınmasından ve hedeflenen salınımından sorumludur.

Hidrofobik çekirdek oluşturucu polimerler, polyesterler, polikaprolakton, poli (l-amino asitler) ve diğerleri olabilir. Polietilen glikol genellikle hidrofilik kabuğun ana bileşenidir. Hidrofilik kabuğa sialik asit kalıntılarının eklenmesi gibi çeşitli modifikasyonlar denenmiştir. Bir çalışmada, viral girişi önlemek için influenza virüsünün hemaglutininini bağlamak için sialillenmiş dış kabuk kullanılmıştır [1].

Polimerik nanopartiküller

Polimerik nanopartiküller, çeşitli doğal veya sentetik polimerlerle üretilebilir. Nanokapsüller, ilacı çekirdeklerine hapseden polimerik nanopartiküllerdir. İlaç yüzeye adsorbe edildiğinde veya nanoparçacık matrisine gömüldüğünde, yapı nanosfer olarak adlandırılır. Efavirenz, lopinavir, ritonavir ve diğerleri gibi daha yeni anti-HIV ilaç formülasyonları geliştirmek için polimerik nanopartiküller kullanılmıştır.

Polimer ilaç konjugatları

Polimer ilaç konjugatları, bir polimer ve kovalent olarak bağlı bir ilaçtan oluşur. İlaç tipik olarak küçük bir moleküldür ancak daha büyük bir molekül olabilir, örn. bir protein. Polimer ilaç konjugatlarının çoğu uygulamaları klinik onkolojide (örn. daunorubisin, doksorubisin, metotreksat, melfalan) ve oftalmolojide (örn. daunorubisin) [62, 20] ve aynı zamanda antiviral tedavidedir. PEGile interferonlar, uzun bir süre için, HCV’nin tek yüksek etkili tedavisiydi [17]. Zidovudin (AZT) konjugatları tipik olarak geleneksel AZT’den daha uzun plazma yarı ömürleri sergiler [38]. 2018’de Andersen vd., ART’nin anti-HIV ilaçlarının bir kombinasyonunun birincil insan T hücrelerine çok umut verici sonuçlarla verilmesi için N-(2-hidroksipropil) metakrilamid (PHPMA)-albümin kopolimerini kullandı.

Nanokapsüller

Bir nanokapsül, bir çekirdek (ilacın hapsedildiği yer) ve bir kabuktan oluşur. Nanokapsüller, lipozomlardan önemli ölçüde daha fazla miktarda ilaçla yüklenebilir ve kontrollü ve hedefe yönelik ilaç dağıtımı için kullanılabilir. Poli (izo-bütilsiyanoakrilat) çekirdekli, AZT trifosfatı ve polietilenimin kabuğunu tutan nanokapsüller tasarlanmıştır.

Nanosferler

Nanoküreler, ilacın içine alınmadığı, aksine matris içinde dağıldığı küresel yapılardır. Nanosferler, nanokapsüllerden daha küçüktür ve hızlı ilaç klirensine tabi tutulabilir. Asiklovirin nanokürelerdeki topikal formülasyonları, herpes simpleks virüsünün neden olduğu enfeksiyonların tedavisi için denenmiştir.

Lipid-polimer hibrit nanoformülasyonlar

Çoğu zaman, viral bir enfeksiyonun tedavisi için tek bir ilaç yeterli değildir. Öte yandan hastadan ikiden fazla ilaç alması istendiğinde hasta uyumu azalmaktadır. Bu nedenle, farklı fizikokimyasal özelliklere sahip birden fazla ilacın tek uygulama aracı ile verilmesi gerekebilir. Bu, lipid-polimer hibrit nanopartiküller kullanılarak elde edilebilir. Polimer çekirdek-lipid kabuk nanoparçacıkları, içi boş çekirdek/kabuk lipid-polimer-lipid hibrit nanoparçacıkları, lipid çift katmanlı kaplamalı polimerik nanoparçacıklar ve polimer kafesli nanoparçacıklar dahil olmak üzere çeşitli hibrit nanotaşıyıcı sistemler geliştirilmiştir. Temel olarak, hibrit lipit-polimer nanoformülasyonları, bir veya daha fazla dış lipit tabakası veya lipit-polimer tabakası içine alınmış bir iç polimerik çekirdekten oluşur. Polimer kafesli nanopartiküller, lipozom yüzeyinin polimerlerle çapraz bağlanma ile modifiye edildiği lipozom teknolojisine dayandıkları için biraz farklıdır. Lipid-polimer hibrit nanoformülasyonlar, ilaç yükleme ve yüksek kapsülleme verimliliği için çok yüksek kapasite sergiler.

Lipid-polimer hibrit nanoformülasyonlarının bir çeşidi, nanopartiküllerin yüzeylerinin hücre yüzeyi proteinlerini taklit edecek şekilde değiştirildiği biyomimetik lipid-polimer hibrit nanoformülasyonlardır. Bu kategori, virüs benzeri partikülleri (VLP’ler) ve virozomları içerir (aşağıya bakınız).
Uyarana dayalı lipid-polimer hibrit nanopartiküller, pH, sıcaklık ve manyetik alan gibi çeşitli uyaranlara yanıt olarak kapsüllenmiş ilacı salma yeteneğine sahip başka bir lipit-polimer hibrit nanoformülasyon çeşididir. Böylece istenilen siteye zamanında teslimat yapılabilir. 2012’de, tenofovirin yavaş intravajinal iletimi için ısıya duyarlı bir nanotaşıyıcı olarak metilselüloz stearat önerildi [38]. Benzer şekilde, theaflavin (hidrofilik olan bir antioksidan) ve nifeviroc’un (hidrofobik olan bir antiviral) birlikte verilmesi için HIV bulaşmasının ön-maruziyet profilaktiği olarak intravajinal uygulama için bir hibrit ısıya duyarlı hidrojel geliştirilmiştir. Antiviral ilaçların burun içinden verilmesi için ısıya duyarlı hidrojeller de denenmiştir.

Nanopartiküller farklı boyut ve şekillerde olabilir. Şekil bazlı lipid-polimer hibrit nanoformülasyonlar, nano ölçekli bir partikülün şeklinin hücre-hücre etkileşimi, ilaç alımı ve biyolojik dağılım üzerinde önemli bir etkiye sahip olabileceği gözlemine dayanmaktadır [8]. Örneğin, küresel olmayan nanoparçacıkların, kanser tedavisinde küresel parçacıklara kıyasla daha yüksek terapötik etkinlik sağladığı bulunmuştur [74]. Bu nedenle, ilaçların farmakokinetik özelliklerini iyileştirmek için farklı şekiller ve yapılar araştırılmıştır.

3.1.3. Dendrimerler

Dendrimerler, merkezi bir çekirdek, bir iç kabuk ve çeşitli modifikasyonlar taşıyan bir dış kabuktan oluşan, 2-10 nm çapında, oldukça dallanmış üç boyutlu sentetik nano mimarilerdir [83]. Çok basit bir dendrimerin şeması Şekil 4’te görülebilir.

Dendrimer çekirdeği, çeşitli moleküllerin tutulmasına izin verir ve yüzeydeki fonksiyonel gruplar, istenen hedeflerle etkileşime izin verir. Dendrimerler daha uzun sirkülasyon süreleri ve gelişmiş çözünürlük ve stabilite ve hedeflenen teslimat sergiler. Dendrimerler, yapı taşları moleküllerinin bir başlatıcı moleküle sıralı olarak eklenmesiyle sentezlenir. Şu anda ticari olarak temin edilebilenler, poliamidoamin, polipropilen imin ve poli-l-lisin dendrimerlerden yapılmış dendrimerlerdir. Dış kabuk kovalent olarak modifiye edilebilir (örneğin esterlenmiş, glikosile edilmiş vb.) veya proteinlere, peptitlere vb. konjuge edilebilir. Polianyonik karbosilan dendrimerler, HIV ve herpes simpleks virüslerine karşı bariyer koruması için topikal mikrobisitler olarak kullanılmıştır. Garcia-Gallego ve ark. 2015 yılında karbosilan dendrimerlerinin HIV-1’in epitel hücrelerine içselleşmesini ve periferik kan mononükleer hücrelerine girişini engelleyebileceğini gösterdi. Tiollenmiş dendrimerler, sürekli asiklovir salınımı sergiledi.

Şekil 4. Polietilenimin dendrimer üretimi.

3.1.4. Karbon bazlı nanoformülasyonlar

Karbon bazlı nanoformülasyonlar, karbon nanotüpleri, grafen oksit nanoparçacıklarını ve fullerenleri içerir.

Grafen

Grafen, grafitin iki boyutlu düzlemsel bir türevidir. Biyomedikal amaçlar için, grafen bazlı malzemeler, biyouyumluluğu artırmak ve toksisiteyi azaltmak için çeşitli fonksiyonel gruplarla modifiye edilir. Hem hidrofilik hem de hidrofobik ilaçlar kapsüllenebilir. Fonksiyonel gruplar, çeşitli biyolojik moleküllerin bağlanması için yerler sağlamak üzere tasarlanabilir.

Karbon nanotüpler (CNT’ler), bir veya daha fazla grafen levhadan yapılmış duvarları olan içi boş silindirik nanotüplerdir. Silindir, bir veya iki ucunda fulleren ile kapatılabilir. CNT’ler ilaç yükleme ve kontrollü salım potansiyeli açısından mükemmel özelliklere sahiptir, ancak pulmoner toksisite ve yüksek hidrofobiklik nedeniyle tıbbi uygulamaları oldukça sınırlıdır. Daha yeni CNT türleri, azaltılmış toksisite ve artan biyolojik olarak parçalanabilirlik sergiler.

Fullerenler

Fullerenler, nano boyutlu içi boş bir kafes oluşturan karbon yapılarıdır. Fullerenlerin, sterik blokaj yoluyla HIV, HCV ve influenza virüs replikasyonunu inhibe ettiği ve viral nükleoprotein ekspresyonunu inhibe ettiği bulunmuştur.

3.1.5. İnorganik nanoformülasyonlar

Kuantum noktaları (QD’ler), yarı iletken özelliklere sahip nanokristallerdir. İnorganik bir çekirdek (yarı iletken özelliklerinden sorumlu silikon, kadmiyum selenit, kadmiyum sülfür veya indiyum arsenitten yapılmış), hidrofilik bir kabuk ve bir kapaktan oluşurlar. Kuantum noktaları, önceden ayarlanmış dalga boylarında ışığı emip yayabildikleri için uygulamalarını ağırlıklı olarak biyomedikal görüntülemede bulur. İlaç taşıyıcı sistemler olarak, HIV tedavisinde modifiye QD’ler kullanılmıştır [42].

Metal ve metal oksit nanoparçacıkları

Metal nanopartiküller kendilerine ait mikrobisidal ve antiviral aktiviteye sahip olabilir. Bunlar gümüş, altın, bakır, titanyum, seryum oksitler ve diğerleridir. Metal nanopartiküllerin yüzeyi, moleküler etkileşimi, biyoyararlanımı ve konjuge ilacın salınımını iyileştirmek için çeşitli gruplarla işlevselleştirilebilir. Küçük enterferans yapan RNA’lar AuNP’lere konjuge edilmiştir ve ortaya çıkan formülasyon, dang virüsü replikasyonunu ve virionun salınmasını inhibe etmiştir. Gümüş nanopartiküllerin, hücre kültürlerinde hemaglütinasyonu ve H1N1 influenza A virüsünün neden olduğu apoptozu inhibe ettiği bulundu. Tannik asit ile konjuge gümüş nanopartiküllerin, HSV-2 enfeksiyonunu in vivo ve in vitro azalttığı gösterilmiştir. Çinko oksit nanoparçacıkları, viral aktivitenin baskılanması açısından umut verici sonuçlarla HSV-2 ile vajinal enfeksiyonların fare modellerinde incelenmiştir.
İnorganik nanopartiküllerin kullanımı, toksisite endişeleri nedeniyle büyük ölçüde sınırlıdır [43]. Daha yeni formülasyonlar geliştirilmektedir, ancak insanlarda klinik deneyler hala ciddi şekilde sınırlıdır.

3.1.6. Nükleik asit bazlı nanoteknolojiler

Aptamerler

Aptamerler, temel olarak, diğer nükleik asitler ve proteinler gibi diğer moleküllere spesifik olarak bağlanabilen kısa nükleik asit (oligonükleotitler) veya protein dizileridir (peptidler). Spesifik bir üçüncü kategoride, doğal ve kimyasal olarak modifiye edilmiş DNA veya RNA oligonükleotitlerinin bir kombinasyonu olan X-aptamerler yer alır. Aptamerler, nükleaz stabilitesini ve bağlanma afinitesini arttırmak için tiyofosfat omurgasına sahip olabilir [45].

Aptamerler en az 20 yıldır terapötik potansiyel için denenmiştir. Örneğin, PEGillenmiş aptamerler vasküler endotelyal büyümeyi hedeflemek için kullanılmış ve elde edilen preparasyon (pegaptanib, Macugen by Bausch & Lomb), maküler dejenerasyonda intravitreal enjeksiyon faktörü olarak onaylanmıştır [85]. Faktör IXa, trombin ve von Willebrand faktörü gibi kilit pıhtılaşma kaskad üyelerini hedefleyen aptamerler, potansiyel antikoagülanlar olarak test edilmiştir [57].

Onkoloji, terapötik aptamerlerin geliştirilmesi için çok geniş bir alandır. Nükleolin, prostat spesifik membran antijeni (PSMA), karsinoembriyonik antijen (CEA), MUC1, ErbB-2 ve prokarsinogenezde önemli rol oynayan diğer proteinlere karşı aptamerler de kanser tedavi stratejileri olarak araştırılmıştır [72, 43, 22, 86]. Bununla birlikte, kanser tedavisi için henüz hiçbir aptamer onaylanmamıştır.
Enfeksiyon hastalıkları alanında, aptamerlerin ters transkriptaz ve integraza bağlanarak HIV enfeksiyonunun çeşitli aşamalarını engellediği bulunmuştur [19, 71]. İnfluenza virüsünün hemaglutinin, aptamerler tarafından başarıyla hedeflenmiştir [53]. SARS-CoV ve SARS-CoV-2 için Aptamer tabanlı biyosensörler tasarlanmıştır [16, 70; 63]. 2021’de, aptamerler, spike proteinin ACE reseptörüne bağlanmasını önlemek için Sun vd. tarafından kullanıldı [82].

Antisens nükleotidler (ASO’lar)

Antisens nükleotidler, mRNA’ları bağlamak ve inhibe etmek için özel olarak tasarlanmış kısa, tek sarmallı, yapay olarak oluşturulmuş nükleik asitlerdir. Viral hastalıklarla mücadele etme potansiyeline sahip ASO’lar, virüsün enfektif potansiyelinin yayılması için kritik öneme sahip proteinleri kodlayan mRNA’ları hedefler. Bu ailenin ilk onaylanmış üyesi, sitomegalovirüsten (CMV) sorumlu ana erken proteinleri kodlayan bir diziyi tamamlayan 21 bp’lik bir oligodeoksiribonükleotit olan fomivirsen’dir (Vitravene, Novartis). Vitravene, 2002 yılında ‘ticari nedenlerle’ piyasadan çekilmiştir [Public Statement on Vitravene (fomivirsen) (europa.eu)].

Etki, farmakokinetik ve toksisite açısından kimyasal özelliklerinde farklılık gösteren üç nesil ASO vardır. Birinci nesil ASO’lar, hidrolize karşı direnci artırmak için bir fosforotiyoat omurgasına sahiptir. Fomivirsen birinci nesil bir ASO’ydu. İkinci nesil ASO’lar, şeker parçasının 2. konumunda sterik blokerler olarak hareket etmelerine izin verecek şekilde değiştirilir. Daha iyi bilinen ikinci nesil ASO’lardan biri olan Mipomirsen (Kynamro, Genzyme), piyasaya sürüldükten kısa bir süre sonra ciddi yan etkiler nedeniyle Avrupa İlaç Ajansı tarafından reddedildi [http://www.fiercebiotech.com/regulatory/ema-committee-shoots-down-sanofi-s-cholesterol-drug-mipomersen]. Üçüncü nesil ASO’lar (örneğin, Duchenne musküler distrofisinin tedavisi için AVI BioPharma International tarafından ExonDys olarak pazarlanan eterlipsen), önceki nesillere kıyasla üstün nükleaz direncine, artan hedef afinitesine ve farmakokinetiğine sahiptir.

2004 yılında, ilk insan beta-koronavirüs salgınından kısa bir süre önce, nedensel ajan SARS-CoV’ye karşı birkaç ikinci nesil ASO bildirilmiştir [56]. Virüsün ana poliproteininin (ORF1) ve 5′-UTR düzenleyici sekansının açık okuma çerçevesini hedeflemek için tasarlandılar. In vitro, önemli antiviral aktivite gösterdiler. Daha sonra, ORF1’in translasyon başlatma bölgesini hedefleyen ASO’lar ve birden fazla poliproteini (yaygın olarak ‘pseudoknot’ olarak adlandırılan) kopyalamak için çerçeve kaymasının meydana geldiği bölge tasarlandı [1]. Daha sonra, AVIBiopharma viral RNA’nın 3-UTR’sini hedefleyen ASO’lar geliştirdi [AVI BioPharma’s NeuGene antisense drugs inhibit SARS coronavirus (pharmabiz.com)]. 2020’de, altın nanopartiküllere (AuNP’ler) bağlı ASO’lara dayalı SARS-CoV-2 RNA’nın varlığı için hızlı ve hassas bir tespit sistemi rapor edildi [51]. ASO’lar birinci nesle aitti ve SARS-CoV-2’nin nükleokapsid fosfoprotein geni için spesifikti. Yazarlar, kolorimetrik çıplak göz tahlillerinin, özel ekipmana ihtiyaç duymadan SARS-CoV-2 viral genomunun birkaç kopyasını tespit edebildiğini iddia etti.

Küçük interferans yapan RNA’lar (siRNA’lar)

siRNA’lar, COVID-19 tedavisinde umut vaat eden küçük çift sarmallı RNA molekülleridir. siRNA ailesinin anahtar üyeleri, günümüzde genetik hastalıkların tedavisinde kullanılan patisiran ve givosiran’dır. Hem patisiran hem de givosiran birinci sınıf ilaçlardı [9]. FDA’nın tanımına göre, belirli bir tıbbi durumu tedavi etmek için “yeni ve benzersiz etki mekanizması” ile çalışan “sınıfında bir ilk” ilaçtır [FDA approves first-of-its kind targeted RNA-based therapy to treat a rare disease | FDA].

Patisiran (Onpattro, Alnylam), kalıtsal transtiretin (hTTR) amiloidozu olan hastalarda polinöropati tedavisi için onaylanmıştır [Onpattro | European Medicines Agency (europa.eu)]. Patisiran, bozunma ürünleri birçok doku ve organda biriken yanlış katlanmış bir protein üreten TTR geninin mutant bir formunun mRNA’sını hedefler. hTTR amiloidozunun tedavisi için Alnylam tarafından üretilen daha yeni bir siRNA ilacı revusiran’dır. Givosiran (Givlaari by Alnylam), ALAS1 genindeki mutasyonların neden olduğu genetik bir hastalık olan akut hepatik porfirinin tedavisinde kullanılan başka bir siRNA ilacıdır. Givosiran’ın, etkilenen hastalarda akut porfiri ataklarının insidansını azalttığına ve AHP’nin ana semptomu olan kronik ağrıyı azalttığına inanılmaktadır [Balwani ve ark., 2020]. Daha önce geliştirilen Ebola aşılarından biri olan TKM-Ebola (Arbutus Biopharma Corporation tarafından), LNP’lerde kapsüllenmiş siRNA’dan oluşuyordu. Ancak TKM-Ebola, alerjik reaksiyon riskinin artması nedeniyle klinik çalışmaların sonraki aşamalarına ulaşamadı.

Nanoteknoloji, üç Alnylam siRNA formülasyonunun tümü ile ilaç salımını iyileştirme gücünü zaten göstermiştir. Patisiran karaciğere (mutant genin normal olarak eksprese edildiği yerde) nükleaz direnci bozulmasını artıran ve hedef hücrelere iletimi kolaylaştıran bir lipid-nanopartikül formülasyonu içinde verilir. Givosiran ve revusiran’daki siRNA, hedefe daha iyi bağlanmayı sağlamak için siyalik asit kalıntıları içeren bir liganda kovalent olarak bağlıdır ve verimli hepatik uygulama için lipit nanopartiküller içine paketlenir. siRNA’lar, polimer taşıyıcılar veya katyonik lipitler (lipozomlar veya lipit nanoparçacıkları) kullanılarak hücrelere transfekte edilir.

Katı lipid nanopartiküller içinde paketlenmiş siRNA’lar, hayvan modellerinde kullanıldığında SARS-CoV-2’ye karşı oldukça etkili olmuştur [33, 4]. siRNA, özellikle SARS-CoV-2 genomunun korunmuş bölgelerini hedefler. Formülasyon, farmasötik maddenin SARS-CoV-2 replikasyonu için birincil bölge olarak tercihen akciğerlere verilmesine izin verir, ancak yazarlar, parametrelerin varyasyonu ile yüklü nanopartiküllerin karaciğeri, dalağı ve muhtemelen diğer dokuları hedefleyebileceğini göstermiştir. Bu çok yönlülük, çoklu sistem hastalığı olduğu ve hasarını akciğerlerin çok ötesine taşıyabileceği için COVID-19’da çok değerli olabilir. Şu anda (Ocak 2022 itibariyle), 18 ila 21 nükleotit arasında değişen 100.000’den fazla siRNA içeren, SARS-CoV-2’yi hedefleyen bir siRNA veritabanı oluşturulmaktadır [47]. Bunun COVID-19’a karşı yeni siRNA bazlı ilaçların tasarım sürecini hızlandırması beklenebilir.

3.2. Antiviral ilaçların dağıtımı için özel olarak geliştirilmiş nanoformülasyonlar

Modern antiviral tedavi çok etkilidir ancak sınırlamaları vardır. Birçok hasta çoklu ilaç rejimine ihtiyaç duyacaktır, ancak antiviral ilaçlar diğer reçeteli ilaçlarla olduğu gibi birbirleriyle de etkileşime girebilir. Bazı hastalar uzun süreli tedavi gerektirecektir (bazı çalışmalarda uzun süreli COVID sendromu insidansı %40-50’ye ulaştığı için COVID-19 bir istisna oluşturmaz [54]). Antiviral ilaçlar zayıf biyoyararlanımlara ve kısa yarı ömürlere sahip olabilir, bu da çoklu dozlama ihtiyacına ve sırasıyla zayıf hasta uyumuna neden olur. Düşük biyoyararlanımı telafi etmek için daha yüksek dozların uygulanması toksik etkilere neden olabilir. Birkaç gün veya haftadan fazla tedavi gerektiren hastalarda ilaç direnci gelişimi yaygındır. Birçok virüs, çoğu ilaç için tipik olarak erişilemeyen bölgelere yayılabilir (genellikle CNS, lenfatik sistem ve eklem sıvısı gibi virüs sığınakları olarak adlandırılır). Son olarak (ama önemi olmayan), virüs, proteinlerini ve nükleik asitlerini sentezlemek için konağın hücresel aygıtını kullandığından, virüse ve hedef hücrelere karşı antiviral ajanların farklı seçiciliğinin çok önemli olabileceği gerçeğidir.

İlaç dağıtımı için nanoteknoloji tabanlı yeni platformlar, bu sorunların çoğuna çözüm bulmada yardımcı olabilir. RNA içeren virüslerin neden olduğu hastalıkların ilaç tedavisi hakkında sahip olduğumuz en büyük veri miktarı HCV ve HIV ile ilişkili durumlar ve griptir. HIV ve HCV enfeksiyonlarının tedavisi için başarıyla kullanılan birçok ilaç SARS-CoV-2’ye karşı aktivite için denendi ve birçoğu COVID-19’da yeniden kullanıldı.

HCV ve HIV (ve bazıları COVID-19 için) tedavisi için onaylanan antiviraller, çok geniş bir şekilde, etki bölgelerine ve ana mekanizmalarına bağlı olarak birkaç sınıfa ayrılabilir:

1. Interferonlar (IFNs);
2. Giriş engelleyiciler;
3. Nükleozid/nükleotid analogları;
4. Non-nucleoside analogues;
5. Proteaz inhibitörleri;
6. İntegraz inhibitörleri;
7. Antisens nükleotidler;
8. Küçük interferans RNA’lar (siRNAs);
9. Diğerleri.

Şu anda COVID-19’a karşı aktivite için test edilen ASO’lar ve siRNA’lardan önceki bölümde zaten bahsedilmişti.

İkinci grup, “Diğerleri”, antimalaryaller (örneğin hidroksiklorokin), antihelmintikler (levamizol, ivermektin), antidepresanlar (fluvoksamin) vb. gibi normalde klinikte başka amaçlar için kullanılan çeşitli ilaçlardan oluşur. Önceki gruplara özgü aktiviteler sergileyebilirler (replikasyon inhibitörleri, proteaz inhibitörleri, vb.). Bunlardan bazıları, örneğin ivermektin, in vitro antiviral aktiviteye sahiptir, ancak in vivo sonuçlar henüz ortaya çıkmamıştır veya cesaret verici değildir [39]. Diğerleri (potansiyel proteaz inhibitör aktivitesine sahip bromheksin hidroklorür gibi) semptomatik hastalığı önleme açısından in vivo olarak bir miktar aktivite göstermiştir ancak etkiler sahada daha fazla araştırmayı haklı çıkaracak kadar önemli değildir veya erken faz klinik deneyler henüz bitmedi [48]. Klorokinin, SARS-CoV’nin virüs-endozom füzyonuna müdahale ettiği, ACE2 reseptörlerinin glikosilasyonunu inhibe ettiği [93, 94] ve fosfolipaz A2 aktivitesinin inhibisyonu ve sitokin üretimi ve salınımını bloke ederek anti-inflamatuar etkilere sahip olduğu gösterildi [2], ancak SARS-CoV-2 için önemli antiviral etkiler gözlenmedi. Seçici serotonin seçici geri alım inhibitörü (SSRI) grubunun bir antidepresanı olan Fluvoksamin, başlangıçta COVID-19 hastaları için bir tedavi olarak daha fazla umut vaat etti, ancak devam eden çalışmalar, fluvoksaminin hastalık şiddeti üzerinde bir etkisi olup olmadığını netleştirmek için daha büyük çalışmalara ihtiyaç duyulabileceği dışında hiçbir şey göstermemektedir [91]. İlacın etkili hedefli salınımını sağladığı bildirilen katı lipid nanoparçacıkları içeren bir fluvoksamin formülasyonu hakkında bir rapor 2019’da yayınlandı [35]. Bu çalışmalara dayalı ticari bir hazırlık henüz çıkmadı.

COVID-19 pandemisi, virüsten etkilenenlerde ve sevdiklerinin hastalıkla mücadelesine tanık olanlarda önemli psikolojik sıkıntılara neden oldu. Böyle zamanlarda tipik olduğu gibi, medya tarafından geniş çapta ilan edilen ‘harika tedaviler’ ortaya çıktı. Bunların çoğu, uzun vadede, onları alanlara önemli bir fayda göstermedi. Bunun yerine, etkilenen birçok hasta “harika tedavilerini” kullandıktan sonra daha da kötüleşti ve sırasıyla uygun tedaviyi aramak için doğru zamanı kaçırdı. Hidroksiklorokin, ivermektin, bromheksin ve diğerleri, kısa (henüz) hak edilmemiş şöhret dönemlerini yaşadılar. Bunların hiçbiri önemli klinik faydalar göstermedi ve güvenilir ileri çalışmalar hastaneye yatış ve ölüm oranlarını düşürdüklerini kesin olarak kanıtlayana kadar COVID-19’lu hastalar tarafından kullanılmaları önerilmemelidir.

3.2.1. Interferonlar

İnterferonlar, normalde enfekte olmuş konağın bağışıklık sistemi tarafından üretilen sinyal proteinleridir ve virüsün hücre içinde replikasyonuna müdahale eder (dolayısıyla adları). Daha önce viral hepatit tedavisinde kullanılan IFN’lerin replikasyon için gerekli proteinlerin sentezine müdahale etme kapasitesi şu anda ağırlıklı olarak multipl skleroz ve çeşitli kanserlerin tedavisinde kullanılmaktadır. Temel bir nano ölçekli teknoloji olarak interferonların PEGilasyonu, ilacın hedefine etkili bir şekilde bağlanmasını sağlamak için klirens sürelerini artırmak için kullanılmıştır [89]. PegIntron (Merck tarafından üretilmiyor), 2016 yılına kadar hepatit B ve C tedavisinde kullanılan interferon alfa-2b’nin ticari bir müstahzarıdır. Pegasys (Genentech), bugüne kadar, yetişkinlerde hepatit B tedavisi için FDA ve EMA tarafından onaylanan tek PEGillenmiş interferon olmaya devam etmektedir [https://www.natap.org/2005/HBV/051605_02.htm; https://www.ema.europa.eu/en/documents/product-information/pegasys-epar-product-information_en.pdf]. PEG-interferon alfa-2a (lösemi, malign melanom, polisitemi vera, esansiyel trombositemi ve diğerlerinin tedavisinde kullanılan Roche by Roferone), ciddi yan etkiler ve daha güvenli ilaçların bulunması nedeniyle yakın zamanda durdurulan başka bir interferon ilacıdır [https://pharmac.govt.nz/medicine-funding-and-supply/medicine-notices/interferon-alfa-2a/]. İnterferon beta-1a (Rebif by Merck ve Pfizer) şu anda nükseden multipl skleroz tedavisinde onaylanmıştır [https://www.pfizer.com/news/press-release/press-release-detail/emd_serono_and_pfizer_announce_fda_approval_of_rebif_rebidose_interferon_beta_1a#:~:text=announced%20today%20that%20the%20U.S.,of%20multiple%20sclerosis%20(MS).].

Altın nanopartiküller, hepatit C virüsü (HCV) enfeksiyonunun klinik tedavisi için potansiyel bir interferon alfa taşıyıcısı olarak incelenmiştir [36]. Poli (laktik-ko-glikolik asit ve polimerlerden oluşan nanopartiküllere dayalı bir sürekli ilaç dağıtımı IFN-β-1a formülasyonu geliştirilmiş ve 2020’de in vitro olarak test edilmiştir [24]. Yazarlar, formülasyonun interferon verme etkinliğini arttırdığını ve IFN-β-1a’nın ilişkili yan etkilerini azaltma potansiyeline sahipti. COVID-19’lu hastaların tedavisinde IFN denemeleri hakkında çok sayıda rapor vardır [32, 64, 52]. IFN-alfa’nın viral saçılımı azalttığı ve COVID-19 ile ilişkili inflamasyonu baskıladığı, IFN-beta’nın daha hızlı viral klirens ile ilişkili olduğu gösterilmiştir [46]. Sodeifian ve arkadaşları, hayvan çalışmalarından elde edilen verilerin, IFN uygulamasının COVID-19’un erken evrelerinde veya hafif ila orta şiddette hastalıkta uygulanmasının koruyucu etkisinin olabileceğini gösterdiğine dikkat çekiyor, ancak daha sonraki aşamalarda ve ağır hastalıkta hastalara önemli zararlar verebilir [80]. IFN’lerin COVID-19’dan ölüm oranı üzerindeki etkisi, farklı çalışmalarda büyük ölçüde farklı olarak bildirilebilir. Şiddetli COVID-19 hastalarında IFN-beta kullanımına ilişkin bir randomize kontrollü çalışma, IFN alan grupta daha düşük bir ölüm oranı bildirdi, ancak hastalara standart antiviraller (lopinavir/ritonavir veya atazanavir/ritonavir) dahil başka ilaçlar da verildi. [44]. Başka bir çalışma, IFN beta kullanımının mortalitede anlamlı bir farklılık göstermediğini bildirdi [21]. Standart tedaviye ek olarak PEGillenmiş IFN-alfa 2b kullanımına ilişkin çalışmalar, bunun hızlı viral klirens ve iyileştirilmiş klinik durum ile sonuçlandığını göstermiştir [12]. Daha önce geliştirilen nanoteknoloji tabanlı sistemlerin, COVID-19 hastalarında antivirallerin etkin bir şekilde verilmesi için kullanılması mümkündür, ancak interferon kullanımından kaynaklanan tartışmalı sonuçlar, henüz büyük klinik deneylerin yapılmasını engellemiştir.

3.2.2.Nükleozid/nükleotid ters transkriptaz inhibitörleri (NRTI’ler)

NRTI’ler viral nükleik asidin replikasyonuna müdahale ederek çalışırlar, genellikle büyüyen polinükleotit zincirine eklendikten sonra zincirin uzamasını sonlandıracak bir nükleosit analoğu sunarlar ve virüsün nükleik asidinin replikasyonunu inhibe ederler. Ters transkriptaz inhibitörleri, HIV tedavisinde kullanımlarıyla ilgili olarak kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Antiretroviral tedavinin (ART) mevcut klinik uygulaması, iki (veya daha fazla) NRTI ve bir NNRTI veya bir proteaz veya integraz inhibitörünün bir kombinasyonundan oluşan birinci basamak anti-HIV tedavisini önermektedir. Hastanın özelliklerine bağlı olarak bir giriş inhibitörü eklenebilir, ancak pahalı olmalarına, uyum sorunlarına neden olabilir (örn. günde iki kez subkutan uygulama, sorunlu olabilir) ve ciddi yan etkileri olabilir. Lamivudin, stavudin, zidovudin, emtrisitabin, zalsitabin, tenofovir ve diğerleri yaygın olarak kullanılan NRTI’lerden bazılarıdır.

NRTI’ler ve NNRTI’ler çok etkili ilaçlardır. Bununla birlikte, kısa yarılanma ömrü, yüksek ilk geçiş etkisi (düşük biyoyararlanım ile sonuçlanır) ve CYP sisteminin aktivitesindeki bireysel varyasyon nedeniyle serum seviyelerinde değişiklik gibi eksiklikleri vardır. Nükleozid analoglarının iletimini ve stabilitesini geliştirmek için çok çeşitli teknolojiler denenmiştir.
Nanoteknoloji, HIV enfeksiyonunun tedavisinde kullanılan NRT’lerin verilmesi için bir dizi yüksek verimli araç sağlamıştır. Lipozomlar, dendrimerler, miseller, katı lipid nanoparçacıkları, nanosüspansiyonlar ve polimerik nanoparçacıkların tümü HIV’de ilaç dağıtımını iyileştirmek için kullanılmıştır [73, 29].

Anti-COVID-19 antivirallerinin dağıtımını iyileştirmek için nanoteknolojinin kullanımıyla ilgili veriler hala seyrek ancak bu alan hızla genişliyor. COVID-19’da kullanılan antivirallerin çoğu NRTI’dir. Bunlar: favipiravir (bir guanozin analoğu); molnupiravir (bir pirimidin ribonükleozit analoğu) ve remdesivir (bir adenosin analoğu). Çoğu, yüksek komplikasyon riski taşıyan hafif ila orta dereceli hastalığı olan hastalar için onaylanmıştır ve hastalığın seyrinde erken başlanmalıdır. Ağır hastalığı ve solunum yetmezliği olan hastanede yatan hastaların tedavisi için yalnızca remdesivir onaylanmıştır [https://www.covid19treatmentguidelines.nih.gov/management/clinical-management/hospitalized-adults–therapeutic-management/] ancak daha sonra belirli ayakta tedavi gören hasta gruplarında kullanımı da onaylanmıştır [https://www.fda.gov/news-events/press-announcements/fda-takes-actions-expand-use-treatment-outpatients-mild-moderate-covid-19]. 2020’de yapılan bir çalışmada, tenofovir/emricitabin alan HIV pozitif hastalar, diğer tedavileri alanlara göre COVID-19 ve buna bağlı hastaneye yatış için daha düşük risk sergilemiştir [5]. Remdesivir yüklü polimer nanoveziküller, bir favipiravir nanoemülsiyonu ve ilacı doğrudan akciğer epiteline ulaştırmayı amaçlayan favipiravir yüklü SLNP’ler geliştirilmiş ve in vitro denenmiştir [68, 92, 87]. Bu alandaki in vivo çalışmalar henüz gelmedi.

3.2.3. Nükleosid olmayan ters transkriptaz inhibitörleri (NNRTI’ler)

Nükleosid olmayan ters transkriptaz inhibitörleri (NNRTI’ler), enzime tersinir ve rekabetçi olmayan bir şekilde bağlanarak HIV-1 ters transkriptazını doğrudan inhibe eder. Şu anda mevcut NNRTI’ler nevirapin (Viramune, Boehringer Ingelheim), delavirdin (Rescriptor, ViiV Healthcare) ve efavirenz (jenerik, Mylan ve Systiva, Bristol Myers Squibb). Nano bazlı formülasyonlar, biyoyararlanımı ve NNRTI’lerin kontrollü salınımını geliştirmek için denenmiştir. Manyarara vd. 2018’de pediatrik kullanımlar için bir nevirapin nanoemülsiyonu geliştirdi. Biyoyararlanımını artırmak amacıyla nevirapinin kendi kendine nanoemülsifiye edici ilaç dağıtım sistemi (SNEDDS) başarıyla geliştirilmiştir [60]. NNRTI’ler, moleküler yerleştirme çalışmaları yoluyla anti-COVID-19 aktivitesi için değerlendirilmiştir, ancak COVID-19’daki klinik etkinlikleri kanıtlanmamıştır [15, 25].

3.2.4. Giriş inhibitörleri (füzyon blokerleri)

Giriş inhibitörleri, temel olarak, viral giriş noktasını bloke ederek bir virüsün hücreye girmesini engeller, örn. tercih edilen bir reseptör. Halen, HIV ve hepatit D enfeksiyonlarının tedavisinde maraviroc (Celzentry, GlaxoSmithKline), enfivurtid (Fuzeon, Genentech), bulevirtide (Hepcludex, Gilead Sciences) ve diğerleri gibi giriş engelleyiciler kullanılmaktadır. 2015 yılında, farelerde HIV barınaklarına enfivurtidin verilmesi için amfifilik polimer ile kaplanmış bir demir oksit nanoparçacıkları kullanıldı [23]. 2020’de, ilaçların virüs barınaklarında tutulan T hücrelerine ve makrofajlara verilme potansiyelini incelemek için nükleozid olmayan bir ters transkriptaz infibitörü (efavirenz) ve enfivürtidin bir kombinasyonu ile yüklenen polimer-lipid hibrit nanopartiküller (PLN) kullanıldı.

3.2.5. Proteaz inhibitörleri (PI’ler)

Proteaz inhibitörleri, ayrı proteinler oluşturmak için viral poliproteini parçalayan proteazı inhibe eder. PI’ler, yukarıdaki nükleozid analogları grubuna benzer şekilde, HIV tedavisinde yaygın kullanımları nedeniyle çok iyi çalışılmıştır. Yine, nükleozid analoglarına benzer şekilde, PI’ler kapsamlı bir ilk geçiş metabolizmasına tabidir ve CYP’nin substratlarıdır, bu nedenle farklı bir kişi tarafından alınan aynı dozda aynı ilacın düzeylerinin geniş bir varyasyonu vardır. Bu kısmen, ritonavir veya kobisistat gibi serum seviyesi arttırıcılar (esas olarak CYP3A blokerleri) ile birlikte uygulanarak üstesinden gelinir. Lopinavir (katı lipid nanopartiküller, polimer bazlı nanopartiküller), atazanavir (nanoemülsiyon, nanosüspansiyon), darunavir (lipid nanopartiküller), nelfinavir (polimer- bazlı nanopartiküller) ve diğerleri [55, 66, 88, 28, 79, 7, 18]. Sakinavir ile konjuge kuantum noktaları, virüs sığınaklarında ilacın biyoyararlanımını iyileştirmek için denenmiştir [42].

Proteaz inhibitörleri, HIV için standart antiretroviral tedavinin değiştirilebilir bileşenlerinden biridir, çünkü ART’deki ters transkriptaz blokerlerine proteaz veya integraz inhibitörü eklenebilmektedir. Ancak PI’ler, SARS-CoV-2 enfeksiyonu için yeni bir ilacın zirvesine yükselmiş görünüyor. 2020 yılında Beck ve ark. HIV enfeksiyonlarının tedavisinde kullanılan farklı sınıflardan bir grup ilacın (remdesivir, efavirenz, ritonavir ve dolutegravir) potansiyel anti-COVID-19 aktivitesini tahmin etmek için derin öğrenmeye dayalı bir ilaç-hedef etkileşimi tahmin modeli kullanmıştır [10 ]. Atazanavirin, SARS-CoV-2’nin viral proteazına en yüksek afiniteye sahip olduğunu buldular. Yeni bir oral ilaç (Paxlovid, Merck) Aralık 2020’de yalnızca COVID-19 hastalarında kullanım için onaylanmıştır. Bir proteaz inhibitörü olan nirmatrelvir ve ART’de kullanılan iyi bilinen bir güçlendirme ajanı olan ritonavirden oluşur [59]. Kuşkusuz, oral preparatın etkinliği hakkında yeterli veri toplandıktan sonra, kısa sürede daha iyi ve daha verimli nanoteknoloji temelli formülasyonlar geliştirilecektir.

3.2.6. İntegraz inhibitörleri

İntegraz inhibitörleri, RNA genomunun bir DNA kopyasının konakçı hücrenin genomuna yerleştirilmesini önleyerek çalışır. Tipik olarak dolutegravir (Tivicay, ViiV Healthcare), elvitegravir (Stribild, Gilead Sciences sabit doz kombinasyonunun bir parçası) veya raltegravir (Isentress, Merck) gibi bir integraz inhibitörü, HIV enfeksiyonları için ART’de anahtar bileşendir. Çözünürlüklerini artırmak ve kontrollü dağıtım için bütünleştirici inhibitörlerin nanoformülasyonları geliştirilmiştir. Miristoillenmiş dolutegravir, yavaş salım potansiyeli olan HIV enfeksiyonuna karşı uzun etkili bir formülasyon olarak önerilmiştir [90]. 2015 yılında, altın nanoparçacıklarının lenfositler ve makrofajlar tarafından kolayca içselleştirildiği gösterildi ve periferik mononükleer hücrelerde HIV replikasyonunu engelleyebilecek bir AuNP raltegravir konjugatı önerildi [26]. 2020’de dolutegravir’in, SARS-CoV-2’nin viral proteazı için potansiyel bir inhibe edici aktiviteye sahip olduğu belirlendi [10]. Alandaki çalışmalar devam etmektedir.

4. İlaç dağıtımı için kullanılan virüs kapsidleri

Virüs benzeri partiküller (VLP’ler), kapsidin veya viral zarfın viral proteinlerini, ferritin veya bakteriyel enkapsülin gibi doğal olarak oluşan çeşitli proteinlere dahil ederek oluşturulan kendi kendine birleşen partiküllerdir. Proteinler tipik olarak heterolog sistemlerde üretilir. VPL’ler, ilaçların geliştirilmesi, immünoterapiler, aşılar, gen terapileri, görüntüleme ve diğerleri dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalarda potansiyel olarak kullanılabilir. Virozomlar, viral zarf glikoproteinlerini (örn. hemaglutinin) içeren ek bir fosfolipid çift katmanına sahip VLP’lerdir. Şekil 5’te bir şematik görülebilir.

Proteinler, kapsüllenmiş ajanın belirli bir bölgeye hedeflenmesi ve/veya salınım zamanlamasını sağlamak için peptitler, toksinler, kemoterapötikler, siRNA, kuantum noktaları, vb. ile modifiye edilebilir veya konjuge edilebilir.

Doğal viral partiküller, pH veya sıcaklık değişikliği gibi tetikleyicilere yanıt olarak, virüs genomundan yoksun kapsidlerinin veya zarflarının birimlerini veya parçalarını serbest bırakabilir. Benzer şekilde, viral partiküller demonte edilebilir ve belirli koşullar altında VLP’lere yeniden birleştirilebilir [58]. VLP’ler, vahşi tip viral partiküllerin morfolojisine benzer, aynı tropizm ve hücre içi dağılımı sergiler, ancak onları aslında genomsuz virüs eşdeğerleri yapan virüsün nükleik asidini içermez. Böylece vezikülün kargosu (ilaçlar, antikorlar, floresan boyalar, kontrast ajanlar, vb.), virüs-hücre etkileşimine benzer hücre-hücre etkileşimleri kullanılarak hedef hücrenin belirli bir tipine iletilebilir. VNP’ler, katalizörler, biyomimetikler veya seçici olarak hedeflenen görüntüleme ajanları gibi yeni materyallerin geliştirilmesi için kullanılabilir [14, 58].

Şekil 5. Virüs benzeri bir parçacığın şematik gösterimi (fosfolipid zarfı gösterilmemiştir).

VLP’ler, Kanekiyo ve arkadaşlarının, yüzeyinde hemaglutinin trimerleri sunan nanopartiküller oluşturmak için kendiliğinden birleşen bir hemaglutinin-ferritin füzyon proteini oluşturduğu 2017 yılından bu yana insan hastalıklarına karşı aşı tasarlamak için kullanılıyor. Benzer şekilde, daha sonra RSV’nin F-antijenini sunan bir anti-RSV aşısı geliştirilmiştir [30].
Virüs benzeri parçacıklar, ilaçların güvenliğini ve etkinliğini artırmaya yönelik modern nano temelli yaklaşımlar arasında büyük bir umut vaat ediyor. VLP’ler genellikle aşı geliştirme sürecinde viral vektörlerden daha güvenlidir. VLP’lerin potansiyel bir dezavantajı, viral proteinlerin varlığından dolayı immünojenisiteleridir. Bununla birlikte, proteinler bakterilerde üretildiğinden, ekspresyonları tipik olarak, translasyonu takiben immün yanıt riskini azaltabilecek post-translasyon işlemeyi içermez [58, 3].

Yüksek toksisiteye sahip ilaçlar, VLP’ler kullanılarak hedefe güvenli ve verimli bir şekilde iletilebilir. Ashley ve arkadaşları, kemoterapötik ilaçları dışarı atmak için Pgp akış mekanizmasını kullandığı bilinen insan hepatoselüler karsinom hücrelerine (Hep3B) kapsüllenmiş doksorubisini vermek için VLP’ler kullandılar [6]. Sonuçlar, doksorubisin, sisplatin ve 5-florourasil yüklü viral partiküllerin, ilacın önemli ölçüde daha düşük seviyelerinde kanser hücrelerinin büyümesini engelleyebileceğini gösterdi.

VLP’lerdeki proteinlerin modifikasyonu (işlevselleştirme, dekorasyon) hedefe olan afinitelerini artırabilir ve ilacın salınımını iyileştirebilir. Avidin-biotin etkileşimi yoluyla hedeflemeyi sağlamak için VLP’lerin biotin parçaları ile süslenmesi 2007’de bildirilmiştir [67].

2020’de, fare modellerinde VLP’lere dayalı üç tip mRNA aşı adayı test edildi. VLP’ler, SARS-CoV-2’nin sivri ucunu, zarını ve zarf proteinini sundu. Eksprese edilen proteinler, lipid nanopartiküller içinde kapsüllendi ve kültürlenmiş hücrelere transfekte edildi, ardından VLP’ler, kültür ortamında hücreler tarafından salgılandı. Aşılanan farelerin antikor seviyeleri aşılamadan kısa bir süre sonra hızla düşmesine rağmen sonuçlar cesaret vericiydi [41]. 2022’de Yılmaz vd., kültürlenmiş hücrelerde ve hayvan modellerinde denenen SARS-CoV-2’ye karşı VLP bazlı aşının geliştirilmesi ve klinik öncesi değerlendirmesinin ilk sonuçlarını bildirdi. VLP’ler, SARS-CoV-2’nin 4 yapısal proteininin tümünü ifade etti. Sonuçlar, aşının güçlü bir T hücresi tepkisini tetiklediğini ve aşılanmış enfekte hayvanlarda viral yükü önemli ölçüde azalttığını gösterdi [96].

Covifenz (Medicago ve GSK tarafından) VLP’lere dayalı bir aşıdır. Faz III denemeleri Şubat 2022’nin başlarında tamamlandı. Üreticilere göre Covifenz, Health Canada tarafından kullanım için zaten onaylandı [Medicago’s Canada-made COVID-19 vaccine approved by Health Canada | Globalnews.ca].

Şubat 2022 itibariyle, COVID-19 tedavisi için VLP bazlı ilaç formülasyonları bildirilmemiştir veya onaylanmamıştır. Herhangi bir ürün onaylanmadan önce SARS-CoV-2 tedavisinde VLP’lerin olası uygulamaları ve ilgili koşullar hakkında gelecekteki araştırmalara ihtiyaç duyulabilir.

---

Test LO 4.2

---

Kaynaklar

1. Ahn D., Lee W., Choi J.K., Kim S.J., Plant E.P., Almazán F., Taylor D.R., et al. (2011).  Interference of ribosomal frameshifting by antisense peptide nucleic acids suppresses SARS coronavirus replication. Antiviral Res, 91(1), 1-10.
2. Al-Bari M. (2015). Chloroquine analogues in drug discovery: new directions of uses, mechanisms of actions and toxic manifestations from malaria to multifarious diseases. J Antimicrob Chemother, 70, 1608–1621.
3. Aljabali A., Hassan S., Pabari R., Shahcheraghi S., Mishra V., Charbe N., Chellappan D., et al. (2021). The viral capsid as novel nanomaterials for drug delivery. Future Sci OA, 7(9), FSO744.
4. Ambike S., Cheng C., Feuerherd M., Velkov S., Baldassi D., Afridi S.Q., Porras-Gonzalez D., et al., (2022). Targeting genomic SARS-CoV-2 RNA with siRNAs allows efficient inhibition of viral replication and spread. Nucleic Acids Res, 50(1), 333-349.
5. Del Amo J., Polo R., Moreno S., Díaz A., Martínez E., Arribas J., Jarrín I., et al., and The Spanish HIV/COVID-19 Collaboration. (2020). Incidence and Severity of COVID-19 in HIV-Positive Persons Receiving Antiretroviral Therapy: A Cohort Study Ann Intern Med, 173(7), 536-541.
6. Ashley C., Carnes E., Phillips G., Durfee P., Buley M., Lino C., Padilla D., et al. (2011). Cell-specific delivery of diverse cargos by bacteriophage MS2 virus-like particles. ACS Nano, 5(7), 5729-45.
7. Augustine R., Ashkenazi D.L., Arzi R.S., Zlobin V., Shofti R. and Sosnik A. (2018). Nanoparticle-in-microparticle oral drug delivery system of a clinically relevant darunavir/ritonavir antiretroviral combination. Acta Biomater, 74, 344-359.
8. Auría-Soro C., Nesma T., Juanes-Velasco P., Landeira-Viñuela A., Fidalgo-Gomez H., Acebes-Fernandez V., Gongora R., et al. (2019). Interactions of Nanoparticles and Biosystems: Microenvironment of Nanoparticles and Biomolecules in Nanomedicine.Nanomaterials (Basel), 9(10), 1365.
9. Balwani M., Sardh E., Ventura P., Peiró P., Rees D., Stölzel U., Bissell D., et al., and ENVISION Investigators. (2020). Phase 3 Trial of RNAi Therapeutic Givosiran for Acute Intermittent Porphyria. Clinical Trial N Engl J Med, 382(24):2289-2301.
10. Beck B., Shin B., Choi Y., Park S. and Kang K. (2020). Predicting commercially available antiviral drugs that may act on the novel coronavirus (SARS-CoV-2) through a drug-target interaction deep learning mode. Comput Struct Biotechnol J, 18, 784-790.
11. Bigini P., Gobbi M., Bonati M., Clavenna A., Zucchetti M., Garattini S. and Pasut G. (2021). The role and impact of polyethylene glycol on anaphylactic reactions to COVID-19 nano-vaccines. Nature Nanotechnol, 16, 1169-1171.
12. Bhushan B., Wanve S., Koradia P., Bhomia V., Soni P., Chakraborty S., Khobragade A., et al., and Study Investigators Group. (2021). Efficacy and safety of pegylated interferon-α2b in moderate COVID-19: a phase 3, randomized, comparator-controlled, open-label study. Clinical Trial Int J Infect Dis, 111, 281-287.
13. Chakarov S., Petkova R., Russev G. (2008). Rapid and efficient method for production of T4 endonuclease V by heterologous expression in E. coli. Biotechnol Biotechnol Equip, 22(4), 1011-1012.
14. Chakravarty M. and Vora A. (2021). Nanotechnology-based antiviral therapeutics. Drug Deliv Transl Res, 11(3), 748-787.
15. Chang Y., Tung Y., Lee K., Chen T., Hsiao Y., Chang H., Hsieh T., et al. (2020). Potential Therapeutic Agents for COVID-19 Based on the Analysis of Protease and RNA Polymerase Docking. Preprint. February 2020, DOI:10.20944/preprints202002.0242.v1.
16. Cho S., Woo H., Kim K., Oh J. and Jeong Y. (2011). Novel system for detecting SARS coronavirus nucleocapsid protein using an ssDNA aptamer. J Biosci Bioeng, 112(6), 535-40.
17. Davoudi-Monfared E., Rahmani H., Khalili H., Hajiabdolbaghi M., Salehi M., Abbasian L., Kazemzadeh H. and Yekaninejad M. (2020). A Randomized Clinical Trial of the Efficacy and Safety of Interferon β-1a in Treatment of Severe COVID-19. Antimicrob Agents Chemother, 64(9), e01061-20.
18. Desai J. and Thakkar H. (2018). Darunavir-Loaded Lipid Nanoparticles for Targeting to HIV Reservoirs. AAPS PharmSciTech, 19(2), 648–660.
19. Ditzler M., Bose D., Shkriabai N., Marchand B., Sarafianos S., Kvaratskhelia M., Burke D. (2011). Broad-spectrum aptamer inhibitors of HIV reverse transcriptase closely mimic natural substrates. Nucleic Acids Res, 39(18), 8237-8247.
20. Duncan R., Vicent M., Greco F. and Nicholson R. (2005). Polymer–drug conjugates: towards a novel approach for the treatment of endrocine-related cancer. Endocr Relat Cancer, 12(Suppl. 1), S189–S199.
21. Estébanez M., Ramírez-Olivencia G., Mata T., Martí D., Gutierrez C., de Dios B., Herrero M., et al., and COVID 19 Central Defense Hospital “Gomez Ulla” Team. (2020). Clinical evaluation of IFN beta1b in COVID-19 pneumonia: a retrospective study. Preprint from medRxiv, 19 May 2020, DOI: 10.1101/2020.05.15.20084293.
22. Ferreira D., Barbosa J., Sousa D.A., Silva C., Melo L.D.R., Avci-Adali M., Wendel H.P., et al. (2021). Selection of aptamers against triple negative breast cancer cells using high throughput sequencing. Sci Rep, 11(1), 8614.
23. Fiandra L., Colombo M., Mazzucchelli S., Truffi M., Santini B., Allevi R., Nebuloni M., et al. (2015). Nanoformulation of antiretroviral drugs enhances their penetration across the blood brain barrier in mice. Nanomedicine, 11(6), 1387-1397.
24. Fodor-Kardos A., Kiss A., Monostory K. and Feczkó T. (2020). Sustained in vitro interferon-beta release and in vivo toxicity of PLGA and PEG-PLGA nanoparticles. RSC Adv, 10, 15893.
25. Frediansyah A., Tiwari R., Khan S., Dhama K. and Harapan H. (2021). Antivirals for COVID-19: A critical review. Clin Epidemiol Glob Health, 9, 90-98.
26. Garrido C., Simpson C., Dahl N., Bresee J., Whitehead D., Lindsey E., Harris T., et al. (2015). Gold nanoparticles to improve HIV drug delivery. Future Med Chem, 7(9): 1097–1107.
27. Giovannini G., Haick H. and Garoli D. (2021). Detecting COVID-19 from Breath: A Game Changer for a Big Challenge. ACS Sens, 6(4), 1408–1417.
28. Ghosh A., Osswald H., Prato G. (2016). Recent Progress in the Development of HIV-1 Protease Inhibitors for the Treatment of HIV/AIDS. J Med Chem, 59(11), 5172–5208.
29. Gong Y., Chowdhury P., Nagesh P., Cory T., Dezfuli C., Kodidela S., Singh A., et al. (2019). Nanotechnology approaches for the delivery of cytochrome P450 substrates in HIV treatment. Expert Opin Drug Deliv, 16(8), 869–882.
30. Ha B., Yang J., Chen X., Jadhao S., Wright E. and Anderson L. (2020). Two RSV Platforms for G, F, or G+F Proteins VLPs. Viruses, 12(9), 906.
31. Huang L., Luo Y., Sun X., Ju H., Tian J. and Yu B.Y. (2017). An artemisinin-mediated ROS evolving and dual protease light-up nanocapsule for real-time imaging of lysosomal tumor cell death. Biosens Bioelectron, 92, 724-732.
32. Hung I., Lung K., Tso E., Liu R., Chung T., Chu M., Ng Y., et al. (2020). Triple combination of interferon beta-1b, lopinavir-ritonavir, and ribavirin in the treatment of patients admitted to hospital with COVID-19: an open-label, randomised, phase 2 trial. Lancet, 395(10238), 1695-1704.
33. Idris A., Davis A., Supramaniam A., Acharya D., Kelly G., Tayyar Y., West N., et al. (2021). A SARS-CoV-2 targeted siRNA-nanoparticle therapy for COVID-19. Mol Ther, 29(7), 2219-2226.
34. Kinghorn A., Dirkzwager R., Liang S., Cheung Y., Fraser L., Shiu S., Tang M., Tanner J. (2016). Aptamer Affinity Maturation by Resampling and Microarray Selection. Anal Chem., 88(14), 6981-5.
35. Kumar A., Mancy S., Manjunath K., Kulkarni S. and Jagadeesh R. (2019). Formulation and Evaluation of Fluvoxamine Maleate Loaded Lipid Nanoparticle. Int J Pharm Sci Nanotechnol, 12(4), 4593-4600.
36. Lee M., Yang J., Jung H., Beack S., Choi J., Hur W., Koo H. et al. (2012).  Hyaluronic Acid–Gold Nanoparticle/Interferon α Complex for Targeted Treatment of Hepatitis C Virus Infection. ACS Nano, 6(11), 9522–9531.
37. Li H., Tatematsu K., Somiya M., Iijima M. and Kuroda S. (2018). Development of a macrophage-targeting and phagocytosis-inducing bio-nanocapsule-based nanocarrier for drug delivery. Acta Biomater, 73, 412-423.
38. Li W., Wu J., Zhan P., Chang Y., Pannecouque C., De Clercq E. and Liu X. (2012). Synthesis, drug release and anti-HIV activity of a series of PEGylated zidovudine conjugates. Int J Biol Macromol, 50(4), 974-980.
39. Lim S., Hor C., Tay K., Mat Jelani A., Tan W., Ker H., Chow T., et al., and I-TECH Study Group. (2022). Efficacy of Ivermectin Treatment on Disease Progression Among Adults With Mild to Moderate COVID-19 and Comorbidities: The I-TECH Randomized Clinical Trial. JAMA Intern Med, 2022 Feb 18. doi: 10.1001/jamainternmed.2022.0189. (online ahead of print).
40. Liu S., Wang Z., Xie H., Liu A., Lamb D. and Pang D. (2020). Single-Virus Tracking, From Imaging Methodologies to Virological Applications. Chem Rev, 120, 1936-1979.
41. Lu J., Lu G., Tan S., Xia J., Xiong H., Yu X., Qi Q., et al. (2020). A COVID-19 mRNA vaccine encoding SARS-CoV-2 virus-like particles induces a strong antiviral-like immune response in mice. Cell Res, 30(10), 936-939.
42. Mahajan S., Roy I., Xu G., Yong K.T., Ding H., Aalinkeel R., Reynolds J., et al. (2010). Enhancing the delivery of anti retroviral drug Saquinavir across the blood brain barrier using nanoparticles. Curr HIV Res, 8, 396–404.
43. Kawata Mahlknecht G., Sela M. and Yarden Y. (2015). Aptamer Targeting the ERBB2 Receptor Tyrosine Kinase for Applications in Tumor Therapy. Methods Mol Biol, 1317, 3-15.
44. Malhani A., Enani M., Saheb Sharif-Askari F., Alghareeb M., Bin-Brikan R., AlShahrani S., Halwani R., et al. (2021). Combination of (interferon beta-1b, lopinavir/ritonavir and ribavirin) versus favipiravir in hospitalized patients with non-critical COVID-19: A cohort study. PLoS One, 16(6), e0252984.
45. Mann A., Somasunderam A., Nieves-Alicea R., Li X., Hu A., Sood A., Ferrari M., et al. (2010). Identification of thioaptamer ligand against E-selectin: Potential application for inflamed vasculature targeting. PLoS ONE, 5, e13050.
46. Mary A., Hénaut L., Macq P.Y., Badoux L., Cappe A., Porée T., Eckes M., et al. (2020). Rationale for COVID-19 Treatment by Nebulized Interferon-β-1b–Literature Review and Personal Preliminary Experience. Front Pharmacol, 11, 592543.
47. Medeiros I., Khayat A., Stransky B., Santos S., Assumpção P. and de Souza J. (2021). A small interfering RNA (siRNA) database for SARS-CoV-2. Nature Sci Rep, 11, 8849.
48. Mikhaylov E., Lyubimtseva T., Vakhrushev A., Stepanov D., Lebedev D., Vasilieva E., Konradi A., et al. (2022). Bromhexine Hydrochloride Prophylaxis of COVID-19 for Medical Personnel: A Randomized Open-Label Study. Interdiscip Perspect Infect Dis, 2022, 4693121.
49. Mishra S., Malhotra P., Gupta A.K., Singh P.K., Mishra A.K., Javed S. and Kumar R. (2014). Novel method for screening of radioprotective agents providing protection to DNA ligase against gamma radiation induced damage. Int J Radiat Biol, 90(2), 187-192.
50. Mohammed S. and Shaaban E. (2019). Efficacious nanomedicine track toward combating COVID-19. Randomized Controlled Trial. N Engl J Med, 381(24), 2293-2303.
51. Moitra P., Alafeef M., Dighe K., Frieman M. and Pan D. (2020). Selective Naked-Eye Detection of SARS-CoV-2 Mediated by N Gene Targeted Antisense Oligonucleotide Capped Plasmonic Nanoparticles. ACS Nano, 14, 7617-7627.
52. Monk P., Marsden R., Tear V., Brookes J., Batten T., Mankowski M., Gabbay F., et al., and Inhaled Interferon Beta COVID-19 Study Group. (2021). Collaborators, Safety and efficacy of inhaled nebulised interferon beta-1a (SNG001) for treatment of SARS-CoV-2 infection: a randomised, double-blind, placebo-controlled phase 2 trial. Clinical Trial Lancet Respir Med, 9(2), 196-206.
53. Musafia B., Oren-Banaroya R. and Noiman S. (2014). Designing anti-influenza aptamers: novel quantitative structure activity relationship approach gives insights into aptamer-virus interaction. PLoS One, 9(5), e97696.
54. Nasserie T., Hittle M. and Goodman S. (2021). Assessment of the Frequency and Variety of Persistent Symptoms Among Patients With COVID-19: A Systematic Review. JAMA Network Open, 4 (5), e2111417.
55. Negi J., Chattopadhyay P., Sharma A.K., and Ram V. (2013). Development of solid lipid nanoparticles (SLNs) of lopinavir using hot self nano-emulsification (SNE) technique. Eur J Pharm Sci, 48(1–2), 231-239.
56. Neuman B., Stein D., Kroeker A., Bestwick R., Iversen P., Moulton H., and Buchmeier M. (2006). Inhibition and Escape of SARS-CoV Treated with Antisense Morpholino Oligomers. In: The Nidoviruses, 581, 567–571.
57. Nimjee S., Povsic T., Sullenger B. and Becker R. (2016). Translation and Clinical Development of Antithrombotic Aptamers. Nucleic Acid Ther, 26(3), 147-155.
58. Nooraei S., Bahrulolum H., Hoseini Z., Katalani C., Hajizade A., Easton A. and Ahmadian G. (2021). Virus-like particles: preparation, immunogenicity and their roles as nanovaccines and drug nanocarriers. J Nanobiotechno, 19, 59.
59. Owen D., Allerton C., Anderson A., Aschenbrenner L., Avery M., Berritt S., Boras B., et al. (2021). An oral SARS-CoV-2 M(pro) inhibitor clinical candidate for the treatment of COVID-19. Science 374(6575), 1586-1593.
60. Panner Selvam R. and Kulkarni P. (2014). Design and Evaluation of Self Nanoemulsifying Systems for Poorly Water Soluble HIV Drug. J PharmaSciTech, 4(1).
61. Puri A., Loomis K., Smith B., Lee J-H., Yavlovich A., Heldman E. and Blumenthal R. (2009). Lipid-based nanoparticles as pharmaceutical drug carriers: from concepts to clinic. Crit Rev Ther Drug Carrier Syst, 26, 523–580.
62. Rabowsky J., Dukes A., Lee D. and Leong K. (1996). The use of bioerodible polymers and daunorubicin in glaucoma filtration surgery. Clin Trial Ophthalmol, 103(5), 800-807.
63. Samson R., Navale G. and Dharne M.  (2020). Biosensors: frontiers in rapid detection of COVID-19. J Biotech, 10(9), 385.
64. Rahmani H., Davoudi-Monfared E., Nourian A., Khalili H., Hajizadeh N., Jalalabadi N., Fazeli M., et al (2020). Interferon beta-1b in treatment of severe COVID-19: A randomized clinical trial. Int Immunopharmacol, 88, 106903.
65. Rasmi Y., Saloua K., Nemati M., and Choi J. (2021). Recent Progress in Nanotechnology for COVID-19 Prevention, Diagnostics and Treatment.  Review Nanomaterials (Basel), 11(7), 1788.
66. Ravi P., Vats R., Dalal V., Nitin Gadekar N. (2015). Design, optimization and evaluation of poly-ɛ-caprolactone (PCL) based polymeric nanoparticles for oral delivery of lopinavir. Drug Dev Ind Pharm,41(1), 131–140.
67. Reches M. and Gazit E. (2007). Biological and chemical decoration of peptide nanostructures via biotin-avidin interactions.  J Nanosci Nanotechnol, 7(7), 2239-2245.
68. de M Ribeiro N. and Fonseca B. (2020). The role of pharmaceutical nanotechnology in the time of COVID-19 pandemic Review Future Microbiol, 15, 1571-1582.
69. Roberts D., Rossman J. and Jarić I. (2021). Dating first cases of COVID-19. PLOS Pathogens, June 24, 2021, https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1009620.
70. Roh C. and Jo S. (2011). Quantitative and Sensitive Detection of SARS Coronavirus Nucleocapsid Protein Using Quantum Dots-Conjugated RNA Aptamer on Chip. J Chem Technol Biotechnol, 86, 1475-1479.
71. Rose K., Alves Ferreira-Bravo I., Li M., Craigie R., Ditzler M., Holliger P. and DeStefano J. (2019). Selection of 2′-Deoxy-2′-Fluoroarabino Nucleic Acid (FANA) Aptamers That Bind HIV-1 Integrase with Picomolar Affinity. ACS Chem Biol, 14(10), 2166-2175.
72. Rosenberg J., Bambury R., Van Allen E., Drabkin H., Lara P. Jr., Harzstark A., Wagle N., et al. (2014). A phase II trial of AS1411 (a novel nucleolin-targeted DNA aptamer) in metastatic renal cell carcinoma. Invest New Drugs, 32(1), 178-187.
73. Roy U., Rodríguez J., Barber P., das Neves J., Sarmento B. and Nair M. (2015). The potential of HIV-1 nanotherapeutics: from in vitro studies to clinical trials. Nanomedicine (London, England), 10(24), 3597–3609.
74. Sabourian P., Yazdani G., Ashraf S., Frounchi M., Mashayekhan S., Kiani S. and Kakkar A. (2020). Effect of Physico-Chemical Properties of Nanoparticles on Their Intracellular Uptake. Int J Mol Sci, 21(21), 8019.
75. Shan B., Broza Y.Y., Li W., Wang Y., Wu S., Liu Z., Wang J., et al. (2020). Multiplexed Nanomaterial-Based Sensor Array for Detection of COVID-19 in Exhaled Breath. ACS Nano, 14(9):12125-12132.
76. Seo G., Lee G., Kim M., Baek S., Choi M., Ku K., Lee C., et al. (2020). Rapid Detection of COVID-19 Causative Virus (SARS-CoV-2) in Human Nasopharyngeal Swab Specimens Using Field-Effect Transistor-Based Biosensor. ACS Nano, 14(4), 5135-5142.
77. Sercombe L., Veerati T., Moheimani F., Wu S.Y., Sood A.K. and Hua S. (2015). Advances and Challenges of Liposome Assisted Drug Delivery. Front Pharmacol, 6, 286.
78. Shan B., Broza Y., Li W., Wang Y., Wu S., Liu Z., Wang J., et al. (2020). Multiplexed Nanomaterial-Based Sensor Array for Detection of COVID-19 in Exhaled Breath. ACS Nano, 14, 12125-12132.
79. Singh G. and Pai RS. (2016). Atazanavir-loaded Eudragit RL 100 nanoparticles to improve oral bioavailability: optimization and in vitro/in vivo appraisal. Drug delivery, 23(2), 532–539.
80. Sodeifian F., Nikfarjam M., Kian N., Mohamed K. and Rezaei N. (2022). The role of type I interferon in the treatment of COVID-19. J Med Virol, 94(1), 63-81.
81. Somvanshi S., Kharat B., Saraf S., Somwanshi S., Shejul S., and Jadhav K. (2020). Multifunctional Nano-Magnetic Particles Assisted Viral RNA-Extraction Protocol for Potential Detection of COVID-19. Mater Res Innov, 25, 169-174.
82. Sun M., Liu S., Wei X., Wan S., Huang M., Song T., Lu Y., et al. (2021). Aptamer Blocking Strategy Inhibits SARS-CoV-2 Virus Infection. Angew Chem Int Ed Engl, 60(18), 10266-10272.
83. Svenson S. and Tomalia DA. (2005). Dendrimers in biomedical applications-reflections on the field. Adv Drug Deliv Rev, 57(15), 2106-2129.
84. Tran S., DeGiovanni P-J., Piel B. and Rai P. (2017). Cancer nanomedicine: a review of recent success in drug delivery. Clin Transl Med, 6, 44.
85. Trujillo C., Nery A., Alves J., Martins A. and Ulrich H. (2007). Development of the anti-VEGF aptamer to a therapeutic agent for clinical ophthalmology. Clin Ophthalmol, 1(4), 393-402.
86. Tsogtbaatar K., Sousa D.A., Ferreira D., Tevlek A., Aydın H.M., Çelik E. and Rodrigues L. (2022). In vitro selection of DNA aptamers against human osteosarcoma. Invest New Drugs, 40(1), 172-181.
87. Tulbah A. and Lee W-H. (2021). Physicochemical Characteristics and In Vitro Toxicity/Anti-SARS-CoV-2 Activity of Favipiravir Solid Lipid Nanoparticles (SLNs). Pharmaceuticals (Basel), 14(10), 1059.
88. Venkatesh D., Baskaran M., Karri V., Mannemala S., Radhakrishna K. and Goti S. (2015). Fabrication and in vivo evaluation of Nelfinavir loaded PLGA nanoparticles for enhancing oral bioavailability and therapeutic effect. Saudi Pharm J, 23(6), 667–674.
89. Veronese F. and Mero A. (2008). The impact of PEGylation on biological therapies. BioDrugs, 22(5), 315-329.
90. Vyas T., Shah L and Amiji M. (2006). Nanoparticulate drug carriers for delivery of HIV/AIDS therapy to viral reservoir sites. Expert Opin Drug Deliv, 3(5), 613–628.
91. Wen W., Chen C., Tang J., Wang C., Zhou M., Cheng Y., Zhou X., et al. (2022). Efficacy and safety of three new oral antiviral treatment (molnupiravir, fluvoxamine and Paxlovid) for COVID-19：a meta-analysis. Ann Med, 54(1), 516-523.
92. Wu J., Wang H. and Li B. (2020). Structure-aided ACEI-capped remdesivir-loaded novel PLGA nanoparticles, toward a computational simulation design for anti-SARS-CoV-2 therapy. Phys Chem Chem Phys, 22, 28434-28439.
93. Vincent M., Bergeron E., Benjannet S., Erickson B., Rollin P., Ksiazek T., Seidah N., et al. (2005). Chloroquine is a potent inhibitor of SARS coronavirus infection and spread. Virol J, 2, 69.
94. Yang Z., Huang Y., Ganesh L., Leung K., Kong W., Schwartz O., Subbarao K., et al. (2004). pH-dependent entry of severe acute respiratory syndrome coronavirus is mediated by the spike glycoprotein and enhanced by dendritic cell transfer through DC-SIGN. J Virol, 78(11), 5642-5550.
95. Yarosh D. (2002). Enhanced DNA repair of cyclobutane pyrimidine dimers changes the biological response to UV-B radiation. Mutat Res, 509(1-2), 221-226.
96. Yilmaz I., Ipekoglu E., Bulbul A., Turay N., Yildirim M., Evcili I., Yilmaz N., et al. (2022). Development and preclinical evaluation of virus-like particle vaccine against COVID-19 infection. Allergy, 77(1), 258-270.
97. Zhao Z., Cui H., Song W., Ru X., Zhou W. and Yu X. (2020), A Simple Magnetic Nanoparticles-Based Viral RNA Extraction Method for Efficient Detection of SARS-CoV-2. bioRxiv, 2020, doi: 10.1101/2020.02.22.961268.