ALEXANDER – śluzówkowe mikrocząsteczkowe systemy dostarczania leków wielkocząsteczkowych
Idealne nanosystemy dostarczania leków powinny zapewniać zrównoważone uwalnianie leku i zwiększać biodostępność leków wielkocząsteczkowych, chroniąc je przed rozkładem przez enzymy. Jednak ich najważniejszą właściwością powinna być zdolność do przenikania warstw śluzówki. Z powodu ograniczeń wymiarowych istniejące śluzówkowe systemy dostarczania leków wielkocząsteczkowych, jak leki na bazie białek, peptydów lub DNA, nie są w stanie zapewnić wystarczającego stężenia tych leków po przeniknięciu przez śluzówkę. Aby rozwiązać ten problem, uczestnicy finansowanego ze środków UE projektu ALEXANDER (Mucus permeating nanoparticulate drug delivery systems) opracowali nowy nanosystem zdolny do dostarczania leków poprzez warstwę śluzowo-żelową bez uszkadzania jej. Skupiając się na systemach doustnych i dospojówkowych, naukowcy zastosowali nowe strategie umożliwiające przezwyciężenie dotychczasowych ograniczeń i zwiększenie wskaźnika przenikania nanonośników. Do strategii tych należą m.in. immobilizacja enzymów proteolitycznych na powierzchni nanonośników, użycie nanocząsteczek zdolnych do zmiany swojego ładunku powierzchniowego lub pH oraz zastosowanie systemów dostarczania leków ulegających samoistnej nanoemulgacji. Dodatkowo zoptymalizowali nanocząsteczki uwalniające niewielkie ilości leków mukolitycznych podczas ich transportu przez śluzówkę. Naukowcom udało się zsyntetyzować ponad 300 funkcjonalnych nanonośników i scharakteryzować ich właściwości fizykochemiczne, jak również ocenić ich zdolność do przenikania warstwy śluzowo-żelowej oraz cytotoksyczność. Opracowali oni również szereg uzupełniających badań in vitro na modelu błony śluzowej, w tym na modelu błony śluzowej jelit naśladującym działanie jelit w fazie trawienia oraz działanie komórek nabłonkowych. Wyniki badań potwierdziły skuteczność dostarczania leków polipeptydowych drogą doustną i oligonukleotydów drogą dospojówkową. W porównaniu do istniejących rozwiązań, nanonośniki opracowane w ramach projektu zapewniają minimum 5-krotnie większą biodostępność różnych podawanych doustnie leków peptydowych. Dodatkowo systemy ulegające samoistnej nanoemulgacji udało się wykorzystać w leczeniu do dostarczenia genu CTFR w postaci plazmidu. Nanocząsteczki o najlepszym profilu w badaniach in vitro zostały przebadane in vivo pod kątem biodystrybucji metodami rezonansu magnetycznego, pozytonowej tomografii emisyjnej i luminescencji. Ich toksyczność przy podaniu jednorazowym i wielokrotnym została sprawdzona na modelach zwierzęcych. Projekt ALEXANDER pozwolił zdobyć nową wiedzę i lepiej poznać właściwości nanocząsteczek usprawniających przenikanie leków przez śluzówkę. Udało się również opracować nowe i rozwinąć oraz zoptymalizować istniejące techniki analityczne. W ramach projektu stworzono też nowe systemy nośników o nowych właściwościach. Wszystkie te narzędzia mają duży potencjał w zakresie dalszego rozwoju i przyszłego zastosowania w przemyśle i medycynie.
Słowa kluczowe
Nanocząsteczki, dostarczanie leków, warstwa śluzówki, ALEXANDER, polipeptydy
