Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
„Nano-szansa” w onkologii
Skuteczne działanie leku przeciwnowotworowego uzależnione jest w dużej mierze od jego stężenia w docelowych komórkach oraz czasu, w jakim terapeutyk ten przebywa w obrębie miejsc zmienionych chorobowo. Tradycyjne sposoby podawania środków o zastosowaniu medycznym znacznie ograniczają ich aktywność biologiczną. Głównym tego powodem są wszelkiego rodzaju bariery biologiczne, jak również złożone reakcje odpowiedzialne za rozkład części medykamentu. Czy zatem istnieje sposób na zwiększenie efektywności terapii nowotworów?

 

Nanostruktury w medycynie

Duże możliwości w poprawieniu kondycji współczesnej chemioterapii daje nanotechnologia. Głównym jej założeniem jest opracowanie efektywnego sposobu wytwarzania i wykorzystania struktur o znanych właściwościach fizykochemicznych i biologicznych, których rozmiary wynoszą od jednego do kilkuset nanometrów.  Rola nanostruktur w medycynie związana jest przede wszystkim z docelowym transportem leków, które nie mogą być podane doustnie, poprzez inhalacje, czy też przez skórę (np. peptydy, przeciwciała, szczepionki, kwasy nukleinowe i in.). Powodem tego może być enzymatyczna degradacja lub np. niedostateczna absorpcja, która wynika z rozmiaru cząsteczek i ich ładunku. Wykorzystanie nanostruktur jako nośników leków stwarza możliwość ich kontrolowanego uwalniania, ominięcia biologicznych barier związanych z systemami obronnymi organizmu oraz działania terapeutyku  w miejscu przeznaczenia.

Nanokapsuła - jak to działa?

Konstrukcja nanokapsuły opiera się na dwóch elementach: znajdującym się wewnątrz rdzeniu, w którym znajduje się lek oraz ochronnej polimerowej powłoce zbudowanej z naturalnych, biodegradowalnych i biodostępnych materiałów (polipeptydy, polisacharydy, fosfolipidy). Substancja aktywna zmagazynowana wewnątrz nanokapsuły zostaje uwolniona w miejscu docelowym na skutek działania różnych czynników zewnętrznych. W chwili obecnej szczególnym zainteresowaniem cieszą się nanocząstki przeznaczone do diagnostyki i leczenia chorób nowotworowych. Polimerem często wykorzystywanym do ich konstrukcji  jest dekstran. Stosowanie tego polisacharydu w otoczkach nanocząstek jest podyktowane dużym zapotrzebowaniem komórek nowotworu na cukier. Dzięki temu,  nanokapsułki są chętnie „wciągane” do przestrzeni śródmiąższowej nowotworu. Ważną cechą jest również ich rozmiar – odpowiedni do efektywnej akumulacji w określonych miejscach. Nanocząstki mogą posiadać na swej powierzchni odpowiednie przeciwciała o znacznie większym powinowactwie do komórek chorych niż do komórek zdrowych. Pozwala to zdrowym komórkom uniknąć kontaktu z lekiem cytotoksycznym, a tym samym ograniczyć skutki uboczne będące efektem działania substancji terapeutycznej.

Nowa technologia w terapii onkologicznej

Badania wykazały, że w formie nanokapsuł może być z powodzeniem stosowanych wiele tradycyjnych chemoterapeutyków, np. doksorubicyna, kamptotecyna, cis-platyna, winkrystyna czy też paklitaksel, ale również odpowiednie kwasy nukleinowe o terapeutycznych właściwościach (np. siRNA, miRNA). Stosunkowo nowym i niezwykle ciekawym zagadnieniem związanym z leczeniem nowotworów jest również użycie nanokapsuł w terapii fotodynamicznej - do  transportu fotouczulaczy. W celach diagnostycznych wykorzystuje się nanocząstki zawierające wewnątrz np. barwniki fluorescencyjne. Tzw. „czujniki obrazowania” mogą się również znajdywać na powierzchni polimerów. Zastosowanie odpowiednich technik pomiarowych pozwala wówczas na szczegółowe zobrazowanie  zmienionych tkanek lub na monitorowanie przebiegu leczenia. Pomimo ogromnego postępu w dziedzinie terapii onkologicznej, badania nad dalszym udoskonaleniem leczenia są nieustannie prowadzone. Ich istotą jest połączenie najnowszych technologii ze stale rosnącymi potrzebami klinicznymi.

 

Anna Palko-Łabuz

Źródła

1. Arora S, Swaminathan SK, Kirtane A, Srivastava SK, Bhardwaj A, Singh S, Panyam J, Singh AP. Synthesis, characterization, and evaluation of poly (D,L-lactide-co-glycolide)-based nanoformulation of miRNA-150: potential implications for pancreatic cancer therapy. Int J Nanomedicine. (2014); 9: 2933-42

2. Burger KN, Staffhorst RW, de Vijlder HC, Velinova MJ, Bomans PH, Frederik PM, de Kruijff B. Nanocapsules: lipid-coated aggregates of cisplatin with high cytotoxicity. Nat Med. (2002); 8(1): 81-4

3. Kamaly N, Xiao Z, Valencia PM, Radovic-Moreno AF, Farokhzad OC. Targeted polymeric therapeutic nanoparticles: design, development and clinical translation. Chem Soc Rev. (2012); 41: 2971-3010

4. Kobayashi E, Iyer AK, Hornicek FJ, Amiji MM, Duan Z. Lipid-functionalized dextran nanosystems to overcome multidrug resistance in cancer: a pilot study. Clin Orthop Relat Res. (2013); 471(3): 915-25

5. Kothamasu P, Kanumur H, Ravur N, Maddu C, Parasuramrajam R, Thangavel S. Nanocapsules: the weapons for novel drug delivery systems. Bioimpacts. (2012); 2(2): 71-81

6. Mérian J, Gravier J, Navarro F, Texier I. Fluorescent nanoprobes dedicated to in vivo imaging: from preclinical validations to clinical translation. Molecules. (2012); 17(5): 5564-91

7. Parekh G, Pattekari P, Joshi C, Shutava T, DeCoster M, Levchenko T, Torchilin V, Lvov Y. Layer-by-layer nanoencapsulation of camptothecin with improved activity. Int J Pharm. (2014); 465(1-2): 218-27

8. Sánchez-Moreno P, Ortega-Vinuesa JL, Boulaiz H, Marchal JA, Peula-García JM. Synthesis and characterization of lipid immuno-nanocapsules for directed drug delivery: selective antitumor activity against HER2 positive breast-cancer cells. Biomacromolecules. (2013); 14(12):4248-59

9. Singodia D, Talegaonkar S, Khar RK, Mishra PR. Novel polymer coupled lipid nanoparticle of paclitaxel with synergistic enhanced efficacy against cancer. J Biomed Nanotechnol. (2011); 7(1): 125-6

10. Wilk KA, Zielińska K, Pietkiewicz J, Skołucka N, Choromańska A, Rossowska J, Garbiec A, Saczko J. Photo-oxidative action in MCF-7 cancer cells induced by hydrophobic cyanines loaded in biodegradable microemulsion-templated nanocapsules. Int J Oncol. (2012); 41(1): 105-16

11. Vaage J, Donovan D, Mayhew E, Uster P, Woodle M. Therapy of mouse mammary carcinomas with vincristine and doxorubicin encapsulated in sterically stabilized liposomes. IJC (1993); 54(6): 959-964

12. Vergara D, Bellomo C, Zhang X, Vergaro V, Tinelli A, Lorusso V, Rinaldi R, Lvov YM, Leporatti S, Maffia M. Lapatinib/Paclitaxel polyelectrolyte nanocapsules for overcoming multidrug resistance in ovarian cancer. Nanomedicine. (2012); 8(6): 891-9

13. Yoo D, Lee JH, Shin TH, Cheon J. Theranostic magnetic nanoparticles. Acc Chem Res. (2011); 44: 863-74

14. http://www.gizmag.com/sugar-coated-nanoparticles/12931/

KOMENTARZE
news

<Grudzień 2021>

pnwtśrczptsbnd
29
30
1
2
Cleanroom Pass
2021-12-02 do 2021-12-02
3
4
5
7
BHP w pomieszczeniach Cleanroom
2021-12-07 do 2021-12-07
9
MEDmeetsTECH#12
2021-12-09 do 2021-12-09
BioTech Daily 2021
2021-12-09 do 2021-12-09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
1
2
Newsletter