hirdetés
hirdetés

Önregenerálódó nanogél célzott terápiára

Újabb gyógyszer-technológiai újdonsággal rukkoltak elő az Massachusettes-i MIT kutatói: önregenerálódó nanogélt állítottak elő, amely a szervezetbe fecskendezve tartós gyógyszerleadásra képes. A felhasználás lehetséges irányai a macula-degenerációtól a károsodott szívizom regenerálásán át a daganatterápiáig terjedhetnek.

hirdetés

A tetszőlegesre formálható, biokompatibilis gél implantátumok kiváló eszközei a szabályozott gyógyszerleadásnak, az ilyen terápiás rendszerek beültetése azonban sebészeti beavatkozással jár. E hátrányt küszöbölheti ki a Massachusetts-i Technológiai Intézet (MIT, Massachusetts Institute of Technology) kutatói által kidolgozott önregenerálódó nanogél, amely egyszerűen a szervezetbe fecskendezhető, és lokalizált, tartós gyógyszerleadásra képes.

A gél hálózatos vázát biopolimer-láncok és a hozzá kapcsolódó nanopartikulák alkotják. A biopolimer láncait a hozzájuk szelektív adszorpcióval kapcsolódó nanorészecskék tartják össze, amelyek így mintegy hidat képeznek a polimerláncok között. Az alkotóelemek közötti kölcsönhatás átmeneti jellegű és reverzibilis: az adszorpciós kötések mechanikai erő (nyíróerő) hatására felszakadnak, az erőhatás megszűntével azonban helyreáll a gélszerkezet, mert a nanorészecskéken keresztül új kapcsolatok létesülnek a polimerláncok különböző pontjai között.

Mivel a nyírőerők hatására a gél folyni kezd, akár egy injekciós tűn keresztül a szervezetbe juttatható. A nyomás megszűnésével újra létrejövő hálózatos struktúrának köszönhetően a nanaogél a beadás helyén marad, így az abban bejuttatott gyógyszerek lokalizált és célzott hatást képesek kifejteni. A gélstruktúra hierarchikus szerveződésének köszönhetően akár hidrofil, akár hidrofób gyógyszermolekulák beépíthetők a szerkezeti vázba, amelyek onnan jól szabályozható kinetika szerint szabadulnak fel – olvasható a Nature Communications című folyóirat honlapján február 19-én megjelent publikációban.

 

 

 

 A nanogélből történő kétlépcsős gyógyszer-felszabadulás sematikus ábrája. Forrás: Appel E. A. et al. Self-assembled hydrogels utilizing polymer–nanoparticle interactions. Nature Communications 6. doi:10.1038/ncomms7295.

 

Egyszerű technológia

A reverzibilis alakváltozás kulcsa a komponensek közötti adhéziós (fizikai) kötőerő. A gyógyászati alkalmazásra szánt hagyományos hidrogélekben irreverzíbilis kémiai kötések tartják össze a polimerláncokat – ez az oka, hogy a végső alak elnyerése után a gél nem képes a fentihez hasonló jelentős alakváltozásra anélkül, hogy károsodást szenvedne. Noha korábban is történtek már próbálkozások önregenerálódó gélek előállítására, ezek jellemzően fehérjék felhasználásával, bonyolult biokémiai folyamatokkal létrehozott hidrogélek, ami korlátozza széles körű elterjedésüket. Az MIT kutatói egy kémiai szempontból egyszerű eljárással alkották meg speciális nanogéljüket, és a vázszerkezet kialakításához szükséges alapanyagok sem különlegesek. A nanorészecske a gyógyszermolekulák „becsomagolására” és célba juttatására elterjedten alkalmazott, biodegradábilis PEG-PLA (polietilén-glikol–politejsav) kopolimer, míg a hidrogél-formáló polimer egyszerű cellulóz. Minden egyes polimerlánc nagyszámú nanorészecskéhez kapcsolódik gyenge fizikai kötőerővel, laza rácsszerkezetet hozva létre.

A kétkomponensű hidrogél váz egyúttal arra is lehetőséget ad, hogy egyszerre kétféle gyógyszermolekulát juttasson a szervezetbe. A PEG-PLA nanorészecskék belső magja kiválóan alkalmas arra, hogy kis molekulájú, hidrofób vegyületek hordozója legyen – ilyen például számos kemoterapeutikum. Ezzel szemben a hidrofil polimerláncok a hidrofil gyógyszermolekulák – például fehérjék (antitestek, növekedési faktorok) – hordozói lehetnek.

 

Tartós gyógyszerleadás

A kutatók állatkísérlettel igazolták, hogy az általuk előállított nanogél egerek bőre alá fecskendezve több napon át biztosítja a vázszerkezetbe inkorporált kétféle (hidrofil és hidrofób) gyógyszervegyület felszabadulását. A nanogél jelentős előnye a gyógyszerhordozó nanorészecskék injektálható oldataival szemben, hogy a beadás helyén marad, így célzott gyógyszerhatást biztosíthat. Emellett a gélváz alkotóitól függően változtatható a gyógyszer-felszabadulás sebessége, ami tovább finomítja a lehetséges gyógyászati felhasználási módokat.

 

Terápiás perspektívák

A kutatók folyamatban lévő kísérletsorozata a macula-degeneráció kezelésére irányul: reményeik szerint a nanogélbe inkorporált angiogenezis-gátló hatóanyagok több hónapon át biztosíthatnák a betegek terápiáját, kiküszöbölve a havonkénti intraocularis injekciózás szükségességét a jövőben. A nanogél egy további lehetséges alkalmazási területeként említik a szívinfarktus során károsodott miokardium regenerálását növekedési faktorokkal, de akár az onkológiai felhasználást is lehetségesnek tartják. Mint mondják, a daganatok sebészeti eltávolítása után a daganatellenes szert hordozó nanogél a kimetszett szövet helyére fecskendezve képes lehet elpusztítani a reziduális tumorsejteket. A hatékonyság növelésére a gélbe olyan hatóanyagot is beépítenének, amely célzottan magához vonzza a daganatos sejteket. Az ígéretes kutatást számos amerikai szervezet támogatja, köztük az Egyesült Államok Országos Egészségügyi Intézete és Védelmi Minisztériuma.

(Forrás: MIT News)

Dr. B. D.
a szerző cikkei

hirdetés
Olvasói vélemény: 0,0 / 10
Értékelés:
A cikk értékeléséhez, kérjük először jelentkezzen be!
hirdetés
hirdetés