Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Nowa forma aplikacji insuliny inspiracją w leczeniu nowotworów !
Nowa forma aplikacji insuliny inspiracją w leczeniu nowotworów !
Badacze opracowali nowy sposób aplikacji insuliny. Wykorzystuje on materiał zbliżony w swej strukturze do gąbki, który otacza rdzeń zawierający insulinę. Odpowiadając na zmiany poziomu glukozy we krwi rozszerza on lub kurczy swoją porowatą strukturę, co powoduje uwalnianie lub hamowanie uwalniania insuliny. Być może taka technika może być także stosowana do dostarczania leków do komórek nowotworowych – jako wykorzystanie kwaśnego pH w komórkach chorobowo zmienionych.

Autorzy pomysłu w swym zamyśle kierowali się pracą zdrowych komórek B, tworzących miąższ wysp Langerhansa w trzustce i odpowiedzialnych za wydzielanie insuliny i amyliny. Mimo, że pierwotnym celem była poprawa aplikacji leków na cukrzycę, okazało się że odkrycie ma również zastosowanie w podawaniu leków przeciwnowotworowych. Naukowcy stworzyli kulistą matrycę przypominającą gąbkę, zbudowana z chitosanu – materiału będącego budulcem pancerzy krabów i krewetek. W matrycy są rozproszone mniejsze nanokapsułki wykonane z porowatego polimeru, zawierające enzymy oksydazy glukozowej lub katalazy. Tak zbudowana matryca otacza zbiornik, wewnątrz którego znajduje się insulina. Cała matryca ma wielkość ok. 250 mikrometrów i może być wstrzykiwana do ciała pacjenta.
 

Oksydaza glukozowa jest enzymem, który spośród np. 64 różnych cyklicznych form 16 aldoheksoz (cukrów), katalizuje utlenianie tlenem powietrza praktycznie tylko jednej z form glukozy - jest nią β-D-glukopiranoza.

C6H12O6 + O2 + H2O  →   C6H12O7 + H2O2

Nadtlenek wodoru jest rozkładany do gazowego tlenu i wody.

Ogromna wybiórczość enzymu, jakim jest oksydaza glukozowa znalazła zastosowanie w podręcznych testach do szybkiego, półilościowego oznaczania stężenia glukozy - w moczu.

Gdy poziom cukru we krwi chorego rośnie, cukier wchodzi w reakcję z enzymami zawartymi w nanokapsułkach, powodując uprotonowanie łańcuchów struktury chitosanu gąbki. Ładunki dodatnie wzajemnie się odpychają, tworząc jeszcze większe pory w strukturze sfery, wywołując uwalnianie insuliny do krwioobiegu. Ponieważ insulina jest uwalniana – poziom cukru zaczyna spadać. Powoduje to cofnięcie reakcji do strony substratów – chitosan traci ładunek dodatni i struktura gąbki zaczyna być bardziej „zbita”. Zmniejsza to wielkość otworów, a w konsekwencji zatrzymuje uwalnianie pozostałej insuliny.

Jeżeli zbiornik wytworzony z chitosanu wypełni się odpowiednio lekiem przeciwnowotworowym, zostanie on uwolniony w komórkach nowotworowych – maja one bowiem kwaśnie pH, co oznacza że stężenie jonów wodorowych jest wyższe niż w zdrowych tkankach. Jak twierdzą badacze, rozmiar matrycy z chitosanu można dostosować do potrzeb – nawet do 100 nanomentrów. Materiał, z którego wykonana jest gąbka jest wchłaniany przez organizm, nie wywołuje więc własnego, długoterminowego działania na organizm.

W testach na myszach wykazano, że innowacyjny, chitosanowy pozwalał na zmniejszanie poziomu cukru przez 48 godzin. W innym badaniu osiągnięto jeszcze lepszy, zaskakujący rezultat – utrzymywania prawidłowego poziomu cukru we krwi przez 10 dni.

Obiecujące wyniki badania są dla naukowców zachęto do odkrywania sposobów aplikacji leków zwalczających nowotwory.

 

Źródła

http://www.worldpharmanews.com/research/2512-injectable-smart-sponge-holds-promise-for-controlled-drug-delivery

KOMENTARZE
Newsletter