Nowe metody podania leków pozwolą jak najlepiej wykorzystać nowe związki medyczne
W przypadku guzów nowotworowych bardzo często trudno jest opracować precyzyjne sposoby podania leku. Inne warunki wymagają również, by związki podawano w precyzyjnie określonych miejscach, w przewidywalnych okresach, co umożliwi podawanie leków w ustalonych odstępach czasu. Liczba opracowywanych leków rośnie, jednak jeśli nie będzie możliwe podanie ich we właściwym miejscu i właściwym czasie, jak będziemy mogli wykorzystać ich potencjał leczniczy? Zadaniem projektu HYMADE, realizowanego przy wsparciu programu Maria Skłodowska-Curie, jest zbadanie połączenia różnorodnych materiałów o bardzo różnych cechach (nieorganiczne, organiczne i biologiczne) w celu opracowania techniki podawania leków o dopracowanych właściwościach. Ostatecznym celem projektu HYMADE było opracowanie kapsułek i uzyskanych metodą inżynierii cząstek koloidalnych służących do podawania leków. Główny badacz, dr Sergio Moya, z dumą stwierdza, że cel ten został osiągnięty. „Pracowaliśmy głównie z mezoporowatymi koloidami, wysoce porowatymi materiałami o porach wielkości nanometrów, które można wypełnić lekami”, wyjaśnia. Skoncentrował się na technice zwanej „warstwa po warstwie”, czyli prostej technice samodzielnego łączenia i inżynierii koloidów. Metodę tę można wykorzystać do umieszczenia w materiale dużych leków, takich jak przeciwciała, siRNA oraz podobne do wirusów cząstki zwane wirosomami. Wirosomy umożliwiają rozpoznawanie, a także, emulując przedostawanie się wirusa do komórek, ułatwiają absorpcję cząstek lub kapsułek. „Każdy z elementów wykorzystanych do tworzenia hybrydowych materiałów ma określone zalety i właściwości: mezoporowate koloidy pozwalają na umieszczanie w materiale małych cząsteczek; z kolei technika „warstwa po warstwie” stanowi sposób na umieszczenie w nim dużych cząsteczek”. Jednak uzyskanie tych wyników trwało bardzo długo. Badacze przeprowadzili testy fizyczne i chemiczne, aby zrozumieć interakcje pomiędzy różnymi składnikami materiałów hybrydowych oraz to, w jaki sposób można dopracować właściwości takich materiałów. Przetestowali oni również sposoby transportu, by przeanalizować uwalnianie leków umieszczonych w materiałach hybrydowych, niezwykle ważnych dla ich zastosowań. Dr Moya wyjaśnia: „Wykorzystaliśmy wiele technik, by prześledzić zachowanie materiałów hybrydowych in vitro oraz in vivo. To bardzo interesujące, acz niezwykle trudne zadanie. Naszym celem było prześledzenie transformacji materiałów hybrydowych w matrycach biologicznych, ich agregacji, degradacji oraz tego, w jaki sposób materiały uwalniają zawarte w nich leki wewnątrz komórek w testach in vivo”. Aby to osiągnąć, w projekcie wykorzystano techniki takie jak mikroskopia z wykorzystaniem konfokalnego lasera skanującego, cytometria przepływu, konfokalna mikroskopia Ramana do pracy nad komórkami oraz pozytonowa tomografia emisyjna i tomografia emisyjna pojedynczych fotonów – do pracy in vivo. „Te ostatnie techniki wymagały oznaczenia materiałów hybrydowych radioizotopami. Poprzez mierzenie aktywności w modelach zwierzęcych byliśmy w stanie policzyć ilość materiałów hybrydowych przypadających na każdy narząd oraz określić, w jaki sposób zmieniają się one w czasie po podaniu dożylnym”, stwierdza dr Moya. Zaawansowane badania realizowane w ramach projektu były wynikiem współpracy sieci badaczy z Europy i spoza kontynentu. „Jestem Argentyńczykiem. Projekt wymagał wielu kontaktów z Argentyną, co okazało się być bardzo pozytywnym zjawiskiem dla rozwoju naukowego osób, które przybyły z mojego kraju do Europy. Jestem z tego dumny”, dodaje.
Słowa kluczowe
HYMADE, materiały hybrydowe, podawanie leków, mezoporowate koloidy, biologiczne produkty lecznicze, przeciwciała, siRNA, wirosomy