Нанобиотехнологии в онкологии. Нанобиотехнологии в онкологии Нанобиотехнология
 Скачать 0.87 Mb.
|
 Нанобиотехнологии в онкологииНанобиотехнологияобласть науки на стыке биологии и нанотехнологии, которая охватывает широкий круг технологических подходов, включая: применение нанотехнологических устройств и наноматериалов в биотехнологии; использование биологических молекул для нанотехнологических целей; создание биотехнологических продуктов, свойства которых определяются размерными характеристиками (для объектов, размер которых лежит в дипазоне 1–100 нм). Нанобиотехнология   |
Липосомы
Полимерные наночастицы
Дендримеры
Липосомы
Липосомы стали первыми частицами, которые начали использоваться для направленного транспорта.
Они нетоксичны, их мембрана может сливаться с клеточной и обеспечивать доставку содержимого в клетку.
В липосомы могут включаться различные вещества. При этом водорастворимые вещества находятся преимущественно во внутренней полости липосомы, а нерастворимые в воде – в углеводородной области бислоя.
Некоторые вещества могут присоединяться к внешней поверхности липосомы. Вещество, заключенное в липосомы, защищено от воздействия ферментов, что увеличивает эффективность препаратов.
Липосомы получают из липидов как природного, так и синтетического происхождения. Для получения липосом наиболее широко используются фосфолипиды – самый распространенный тип липидов биологических мембран.
Липосомы
В водной среде липиды формируют разнообразной формы частицы: полые вакуоли, плоские везикулы, или трубчатые образования.
Липиды, обладающие длинными гидрофобными «хвостами», называют небислойными, т.к. в растворах они формируют не двухслойные структуры, а однослойные мицеллы.
Размер липосом может быть различным. Так, диаметр многослойных липосом достигает 10 мкм, минимальный диаметр однослойных липосом – 20-50 нм.
В настоящее время липосомы используются для направленного транспорта ДНК, белков, лекарственных препаратов.
Механизм действия липосом
Минусы липосом:
нестабильность липосом при хранении (для повышения лиофилизируют или замораживают);
Элиминируются из кровотока клетками СМФ;
Могут вызвать жировую эмболию.
Полимерные наночастицы
было предложено использовать в качестве систем доставки лекарственных веществ в 70-х годах ХХ в.
Исходным материалом для них могут служить различные естественные или синтетические полимеры (например, полисахариды, полимолочная кислота).
Под термином «полимерные наночастицы» понимают как правило два различных вида частиц: наносферы и нанокапсулы.
Наносферы представляют собой сплошные частицы, на поверхности которых распределяется активное вещество.
Нанокапсулы состоят из полимерной оболочки, ограничивающей внутреннюю полость, где и находится транспортируемое вещество.
Эти виды наночастиц различаются по высвобождению лекарственного вещества: из наносфер высвобождение протекает с возрастающей скоростью, а из нанокапсул – с постоянной скоростью в течение длительного времени.
Дендримеры
представляют собой сверхразветвленные полимеры, напоминающие дерево. Типичным для структуры дендримеров является повторяющийся образец ветвления вокруг центрального ядра. Это обеспечивает геометрическую правильность дендримеров.
Возможность получения сверхразветвленных полимеров показана П. Флори в 1952 г., однако методы их синтеза были разработаны только в 80-х годах в работах Д. Томалиа, М.Н. Бочкарева, А. М. Музафарова и др.
В настоящее время синтезировано более ста видов дендримеров. Наиболее распространенными из них являются полиамидоаминные, фосфорные, карбоксилановые, полилизиновые дендримеры.
Из-за высокой степени ветвления, сферической формы, небольших размеров (1-100 нм), а также легкости использования поверхности дендримеры рассматриваются перспективными носителями лекарственных препаратов.
Молекулы транспортируемого вещества связываются с дендримерами либо путём образования комплексов с поверхностью, либо встраиваясь глубоко между их отдельными цепями.
Дендримеры
К настоящему времени дендримеры успешно используются в качестве носителей лекарственных препаратов, ДНК, диагностических веществ. Кроме того, с помощью дендримеров могут транспортироваться противовоспалительные средства, противомикробные и противовирусные агенты.
Для направленного транспорта препаратов предложен новый метод синтеза молекулярных комплексов, состоящих из двух дендримеров, объединенных небольшим отрезком ДНК. Один из них содержит лекарственное вещество, другой – «молекулярный адрес» (например, антитела к определенному типу рецепторов).
Минусы дендримеров:
элиминируются из кровотока клетками СМФ
в тканях инкапсулируются.
Преимущества ЛС в наноформе
Пролонгированное действие ЛС.
Защита ЛС от преждевременной биодеградации.
Увеличение биодоступности веществ с неоптимальными траспортными свойствами.
Преодоление биологических барьеров, включая ГЭБ и стенки ЖКТ.
Направленный транспорт лекарственных средств (ткане- и/или мишень-специфичная доставка).
Контролируемое высвобождение ЛС (обратный ответ, местная или удаленная активация).
Поддержание оптимальной терапевтической концентрации ЛВ.
Уменьшение побочных эффектов и системной токсичности.
Возможность визуализации очага патологического процесса, контроля взаимодействия ЛВ с целевыми биологическими мишенями и результатов лечения на клеточном уровне.
Заключение
Биологическое применение наночастиц – быстроразвивающаяся область нанотехнологии, открывающая новые возможности в диагностике и лечении злокачественных новообразований человека.
Спасибо за внимание
