Konwencjonalne podejście, które dobrze wszyscy znamy, opiera się najczęściej na doustnym przyjęciu leku o odpowiedniej dawce, tak by uzyskać pożądany efekt w miejscu zmienionym chorobowo czy będącym źródłem bólu. Niestety, jako że trudno jest zapanować nad dystrybucją leku w organizmie, substancja lecznicza „przy okazji” dociera też do innych miejsc. Efektem tego zjawiska jest występowanie skutków ubocznych oraz konieczność zwiększenia stężenia substancji leczniczej, tak by mieć pewność, że wywoła pożądany efekt. Do tego dochodzą jeszcze problemy z kinetyką uwalniania leku. W standardowym podejściu na początku dochodzi do bardzo szybkiego uwolnienia leku w wysokim stężeniu, po czym dawkowanie substancji leczniczej przyjmuje charakter zbliżony do sinusoidalnego (Rys. 1.).

Z punktu widzenia tych wad, możliwość precyzyjnego dostarczenia leku i kontroli jego uwalniania wydaje się być niezwykle atrakcyjna. Wykorzystaniem nośników leków, takich jak hydrożele i tzw. inteligentne polimery, zaczęto zajmować się w latach 60 XX w., ale prawdziwy rozwój badań w tym kierunku nastąpił na początku lat 80. W 1986 r. w Europie wprowadzono pierwszy lek, którego uwalnianie następowało z biodegradowalnych mikrocząstek polimeru. Decapeptyl® jest wykorzystywany w terapii nowotworowej prostaty do dziś. Pozwala na stopniowe uwalnianie substancji czynnej – triptoreliny, dzięki postępującej degradacji mikrokapsułek PLGA (kopolimeru kwasu mlekowego i glikolowego).

Micele i inteligentne polimery

To, co mieści się pod pojęciem systemów kontrolowanego dostarczania leków (DDS, ang. Drug Delivery Systems), to zarówno rozwiązania mające zapewnić „zaprogramowane” uwalnianie leku w czasie, jak i te, których celem jest dostarczenie leku w konkretne miejsce w organizmie. Badania w zakresie DDS są prowadzone pod kątem: mechanizmów uwalniania substancji czynnej (np. na drodze dyfuzji, wymiany jonowej czy osmozy), kinetyki uwalniania, materiałów wykorzystywanych jako nośniki, dróg dostarczania oraz samych leków, które mogą być stosowane w takiej terapii.

Micele, liposomy czy dendrymery to nazwy struktur szeroko wykorzystywanych jako nośniki leków w terapii DDS. Tworzą się one pod wpływem zjawiska samoorganizacji makrocząsteczek polimerów. Na przykład, w przypadku miceli, samoorganizacja prowadzi do utworzenia rdzenia zbudowanego z hydrofobowych fragmentów makrocząsteczki i otoczki składającej się z fragmentów hydrofilowych. Z kolei utworzenie tego rodzaju struktury w roztworze leku skutkuje równoczesnym „uwięzieniem” cząsteczek leku w rdzeniu miceli.

Metod sterowanego uwalniania leku z nośnika jest kilka. Można w odpowiedni sposób dobrać strukturę polimeru, tak by osiągnąć pożądane stężenie substancji aktywnej w danym czasie. Kolejnym sposobem jest wykorzystanie specjalnych linkerów pomiędzy polimerem i lekiem, które ulegną degradacji w określonych warunkach, takich jak obniżone pH czy obecność enzymów trawiennych. Inną metodą jest zastosowanie tzw. inteligentnych polimerów, zmieniających strukturę pod wpływem pH, temperatury czy działania pola magnetycznego, umożliwiających dzięki temu
uwolnienie leku.

Transport aktywny i pasywny
Dostarczanie leku do miejsca docelowego możemy podzielić na aktywne i pasywne. W przypadku transportu aktywnego, niezbędne jest wykorzystanie cząsteczek, takich jak przeciwciała czy białka. Zostają one przyłączone do nośnika i pozwalają na jego specyficzne rozpoznanie w miejscu docelowym. Transport pasywny jest możliwy zwłaszcza w leczeniu nowotworów. Tkanka zmieniona nowotworowo charakteryzuje się większą przepuszczalnością naczyniową w stosunku do tkanek zdrowych. W przypadku normalnych niskocząsteczkowych leków, ich wchłanianie następuje zarówno w tkankach chorych, jak i zdrowych. Zastosowanie wielkocząsteczkowych polimerowych nośników leku umożliwia przeniknięcie leku tylko do miejsc o większej przepuszczalności naczyniowej, takich jak guzy nowotworowe.

Stosunkowo nowym podejściem jest wykorzystanie różnego rodzaju nanocząstek jako nośników leków. Przykładem są magnetyczne nanocząstki tlenku żelaza. W ich przypadku, dołączone substancje aktywne mogą zostać dostarczone, np. w rejon tkanki objętej nowotworem przy pomocy zewnętrznie przyłożonego pola magnetycznego.

Choć paradygmat dostarczania leków od dawna mówi o ich transportowaniu z odpowiednim stężeniem, w odpowiednim czasie i do odpowiedniego miejsca, do tej pory spełnienie tych założeń stanowi bardzo duże wyzwanie. Na szczęście kontrolowane dostarczanie leków jest zagadnieniem tak interesującym dla wielu naukowców i ważnym z punktu widzenia całego społeczeństwa, że można być pewnym, że prace badawcze w tym zakresie będą wciąż podejmowane, a coraz lepsze terapie będą miały szansę trafić z laboratoriów na rynek.