Az ELTE TTK kutatói egy új módszerrel olyan nanorészecskéket fejlesztettek, amelyek segíthetnek a daunorubicin nevű daganatellenes gyógyszer kíméletesebb alkalmazásában. Az eredmények szerint a hatóanyag így egyenletesebben jut a szervezetbe, és kevesebb káros mellékhatást okozhat.
Az ELTE Kémiai Intézet kutatói, Szoboszlai Norbert és Torma Lúcia kutatótársaikkal együtt egy új tanulmányban olyan gyógyszerhordozó nanorészecskék fejlesztéséről számolnak be, amelyek csökkenthetik egy fontos kemoterápiás szer káros mellékhatásait. A közlemény a Colloids and Surfaces B: Biointerfaces folyóiratban jelent meg. A leukémia kezelésére használt daunorubicint albumin-nanorészecskékbe zárták, így a gyógyszer egyenletesebben szabadul fel, stabilabb marad, és kisebb toxicitást mutathat.
A kutatás középpontjában a daunorubicin áll, amelyet széles körben alkalmaznak különböző leukémiatípusok kezelésében. Ez a hatóanyag erős daganatellenes hatású, alkalmazását azonban súlyos mellékhatások, mindenekelőtt szívkárosító hatások korlátozhatják. Éppen ezért régóta fontos kérdés, hogyan lehetne a gyógyszert úgy célba juttatni, hogy közben kevesebb kárt okozzon a szervezetben. A tanulmány erre kínál egy lehetséges megoldást: a hatóanyagot albuminalapú nanorészecskékbe zárták, hogy kíméletesebb és jobban szabályozható gyógyszerbeviteli rendszert hozzanak létre.
Az albumin — vagyis egy természetes fehérje — azért különösen ígéretes hordozóanyag, mert alkalmas lehet arra, hogy a hozzá kapcsolt gyógyszermolekulák viselkedését kedvezően befolyásolja. A nyilvánosan elérhető összefoglalók szerint az ilyen albuminalapú nanorészecskék nemcsak a toxikus hatások mérséklésében segíthetnek, hanem a gyógyszer szervezeten belüli útját, felszívódását és felszabadulását is kedvezőbbé tehetik. A kutatók tehát nem egyszerűen „becsomagolták” a daunorubicint, hanem egy olyan rendszert kerestek, amellyel a gyógyszer hatása jobban kézben tartható.
A tanulmányban a szerzők daunorubicint tartalmazó, szarvasmarha-szérumalbuminból készült nanorészecskéket állítottak elő úgynevezett deszolvatációs módszerrel. Ezután részletesen megvizsgálták, hogy az előállítás egyes lépései hogyan befolyásolják a nanorészecskék tulajdonságait. A cél az volt, hogy megtalálják azokat a körülményeket, amelyek mellett stabil, megfelelő méretű, jól terhelhető és később is megbízhatóan használható részecskék keletkeznek. A cikk és az intézeti összefoglaló alapján ez nemcsak egy új anyag előállítását jelentette, hanem egy szabványosítható előállítási protokoll kidolgozását is.
Az optimalizált körülmények között létrehozott nanorészecskék átlagos mérete 180–200 nanométer volt, a daunorubicin beépülésének hatékonysága pedig 65–70 százalékot ért el. Ezek az adatok azért fontosak, mert egy gyógyszerhordozó rendszer használhatóságát nagyban meghatározza, mekkora részecskék képződnek, és a hatóanyag mekkora része kerül beléjük valóban beépítésre. A kutatók azt is megvizsgálták, hogyan szabadul fel a gyógyszer a nanorészecskékből, mennyire stabilak ezek különböző tárolási körülmények között, illetve hogyan veszik fel őket a sejtek.
Az eredmények alapján a rendszer több szempontból is ígéretesnek bizonyult. A nanorészecskék 37 °C-on elnyújtott, vagyis nem egyszerre bekövetkező gyógyszer felszabadulást mutattak, ami azért előnyös, mert segíthet elkerülni a hirtelen, túl nagy hatóanyag-terhelést. Emellett 4 °C-on, többféle tárolóoldatban nyolc héten át stabilak maradtak. A sejtvizsgálatok során a P388 egérlimfóma-sejtvonal hatékonyan felvette mind a szabad daunorubicint, mind a nanorészecskékbe zárt hatóanyagot, ami arra utal, hogy a becsomagolt gyógyszer is képes eljutni a célsejtekhez.
A kutatás egyik legfontosabb eredménye az volt, hogy az állatkísérletes toxicitási vizsgálatokban a daunorubicint tartalmazó albumin-nanorészecskék kisebb toxicitást mutattak, mint a szabad hatóanyag. A gyógyszer mellékhatásai tehát teljesen nem szűnnek meg, de a megfelelő hordozórendszerrel mérsékelhető lehet a szervezet terhelése. Ez azt jelenti, hogy egy jól megtervezett nanorészecske-rendszerrel ugyanaz a hatóanyag potenciálisan kíméletesebben alkalmazható.
A Development of daunorubicin-loaded bovine serum albumin nanoparticles – preparation, characterisation, optimization of production process, investigation of in vitro and in vivo toxicity and activity című tanulmány jelentősége nemcsak abban áll, hogy egy ismert daganatellenes szerhez új hordozórendszert fejlesztettek, hanem abban is, hogy a szerzők lépésről lépésre feltárták az előállítás, a stabilitás, a sejtfelvétel és a toxicitás legfontosabb összefüggéseit. Az eredmények alapján szabványosított eljárást dolgoztak ki a daunorubicinnel töltött albumin-nanorészecskék előállítására, ami megalapozhatja a további daganatellenes vizsgálatokat. A kutatók távolabbi célja az is, hogy a módszert a daunorubicinnél hatékonyabb vegyületek esetében is alkalmazzák.
A kutatás azért is figyelemre méltó, mert jól mutatja, hogyan kapcsolódhat össze az analitikai és anyagtudományi fejlesztés a gyógyszerkutatással. A kérdés nem csupán az, hogy egy molekula elpusztítja-e a ráksejteket, hanem az is, hogy ezt milyen formában, milyen mellékhatásokkal és mennyire biztonságosan teszi. Ez a kutatás ehhez a problémához visz közelebb egy gyakorlatban is értelmezhető megoldást: olyan nanorészecskés gyógyszerbevitelt, amely a jövőben hatékonyabb és kíméletesebb daganatellenes kezelések alapja lehet.
Képünk illusztráció. Forrás: pexels.com