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