Nanotechnologia w walce z chorobą. System dostarczania leków
(DDS  Drug Delivery System)
Jakub M. Tomczak
Jednym z najważniejszych zadań dzisiejszego przemysłu farmakologicznego jest
udoskonalenie leków tak, aby były one dostarczane do wybranych miejsc w ciele,
co spowodowałoby maksymalizowanie ich efektywności. Obecnie leki, brane systematycznie,
wywołują korzystne działania, jednak mogą one też spowodować reakcje uboczne
(nieporządane) i/lub mogą zbyt słabo oddziaływać z chorym organizmem. Przykładem może
być klasyczna chemioterapia, która oprócz wpływów w walce z nowotworem powoduje
zniszczenia zdrowych i normalnie funkcjonujących komórek.
W 1891 Paul Ehrlich podał wstępny opis paradygmatu dostarczania lekarstw. Według
niemieckiego naukowca leki mają być transportowane z odpowiednim stężeniem do
odpowiedniego miejsca i w odpowiednim czasie. Jak na razie cel ten nie został jeszcze
osiągnięty. Jednak pojawia się nadzieja za sprawą nanotechnologii i wykorzystaniem m.in.
nanocząsteczek do  noszenia farmaceutyków.
Nanocząsteczki zostały odkryte około 35 lat temu i są wykorzystywane do
przenoszenia szczepionek oraz do chemioterapii (z różnym skutkiem). Nanocząsteczki są
stałymi, solidnymi częściami koloidów złożonych z ulegających biodegeneracji polimerów
albo materiałów lipidowych o rozmiarach od 10 do 1000 nm. Lekarstwa mogą być
wchłaniane do powierzchni nanocząsteczki albo usidlone przez polimer lub lipid, albo
rozpuszczone w cząsteczce. Przykładem systemu dostarczania leków (DDS  Drugs Delivery
System) jest liposom (liposomy są blisko położonymi podwójnymi warstwami fosfolipidów).
Tabela 1 przedstawia zaakceptowane jak dotychczas nanocząsteczki służące do DDS (są one
zabierane i dostarczane przez fagocyty.
Tabela 1. Zaakceptowane nanocząstki FDA systemu dostarczania leków (z
ródło: [1])
Obecnie istnieją pomysły (zob. [1, 2]), będące w stadium laboratoryjnym, takie jak
leczenia anty-nowotworowe oparte na polimerowych nanokapsułkach i nanosferach,
liposomy, odmiany polimerowe. Najczęściej naturalnymi oraz syntetycznymi polimerami
wykorzystywanymi do produkcji nanocząsteczek są albumin, fibrynogen, alginat, chitosan i
kolagen. Ponadto, oprócz wyżej wymienionych, często korzysta się z kopolimerowego kwasu
mlekowo-glikolowego z powodu jego bioprzyswajalności oraz biorozkładalności.
Metodami przenoszenia leków przez nanocząsteczki (zob. [1, 2]) są m.in. pasywne
przemieszczania się poprzez wiązania międzykomórkowe zdrowego śródbłonka (edothelium).
A
ączenie z MPS-ami (monocytami, makrofagami, mikroglejami, inaczej zwanymi glejami
drobnokomórkowych, komórkami wątrobowymi Kuppfera i miazgą czerwoną śledziony
makrofagów) jest dodatkowym krokiem w kierunku udanego dostarczania lekarstw do celu.
MPS-y migrują poprzez ciało kierowane przez czynniki chemotaktyczne, żeby osiągnąć
odpowiednie miejsca organizmu. Po dotarciu MPS-y rozpoznają specyficzne powłoki protein
łączących i stają się aktywne. Następnie poprzez liczne procesy chemiczne i biologiczne
(łączenie, dzielenie komórek, etc.) nanokapsułki z lekami są wchłaniane do wybranych części
ciała.
To jedna z metod DDS. Niestety jednak wciąż pozostają nierozwiązane problemy,
takie jak:
1. toksyczność nanocząstek;
2. zwiększenie biodostępności;
3. redukcja ekonomicznych kosztów leczenia;
4. zwiększenie przestrzegania leczenia przez pacjenta,
które uniemożliwiają skorzystanie z nanocząsteczek (głównie z powodu pierwszego
problemu) . Będzie potrzeba wielu testów in vitro oraz in vivo, żeby móc wprowadzić DDS
oparty na nanocząsteczkach do powszechnego użycia.
Na zakończenie warto wspomnieć, iż prace nad rozwiązaniem powyższych
problemów ciągle trwają. W [1] podano, iż korzystając z baz danych PubMed w samym tylko
roku 2005 otrzymamo ponad 1650 artykułów związanych z nanotechnologią i DDS! Takie
zainteresowanie nie może jednak dziwić, bo przecież zyskać można bardzo wiele&
LITERATURA:
[1]. KINGSLEY J.D., DOU H., MOREHEAD J., RABINOW B., GENDELMAN H.E.,
DESTACHE C.J.,  Nanotechnology: A Focus on Nanoparticles as a Drug Delivery
System , Jurnal of Neuroimmune Pharmacol Vol. 1: 340-350, 2006
[2]. ORIVE G., HERNANDEZ R.M., GASCÓN A.R., PEDRAZ J.L.,  Micro and Nano
Drug Delivery Systems in Cancer Therapy , Cancer Therapy Vol. 3: 131-138, 2005