Jak kwiaty zrewolucjonizują dostarczanie leków

Kształt kwiatu i jego płatków transportuje leki do określonych części ciała i minimalizuje skutki uboczne. Oto „róże pustyni”, które umożliwiają „zdalne sterowanie” lekami.

Nowy system, który wykorzystuje mikrocząstki w kształcie kwiatów podawania leków, jest postrzegana jako rewolucja w medycynie precyzyjnej i obiecuje odmienić metody leczenia nowotworów i chorób układu krążenia.

Nazywany „róże pustynne”te innowacyjne cząstki mogą celować w określone obszary ciała i są śledzone za pomocą obrazowania medycznego i kierowane za pomocą ultradźwięków.

Naukowcy od lat poszukiwali metod dostarczania leków bezpośrednio do określonych części ciała. Jest to sposób na minimalizację jej skutków ubocznych, które z dużą siłą objawiają się np. w leczeniu onkologicznym.

Koncepcja „cząsteczek kurierskich” już istniała, jednak te opracowane niedawno przez badaczy z ETH Zurich wydają się spełniać, zdaniem , najtrudniejsze do osiągnięcia cele: wchłonięcie dużej objętości substancji aktywnej, łatwe prowadzenie przez krwioobieg i identyfikowalne dzięki nieinwazyjnym obrazom.

Dlaczego „kwiat” jest skuteczniejszy?

Z których składają się małe „kwiaty” opracowane przez zespół Daniela Razansky’ego i Metina Sitti cienkie struktury przypominające płatkio średnicy od jednego do pięciu mikrometrów – są mniejsze niż czerwone krwinki.

Jak wynika z październikowego badania opublikowanego w Advanced Materials, unikalny kształt tych cząstek daje dwie podstawowe zalety.

Z jednej strony układ płatków tworzy rozległą powierzchnię, w której znajdują się przestrzenie o szerokości nanometrów, które pełnią funkcję porów, umożliwiając im wchłanianie dużych ilości substancji leczniczych. Z drugiej strony płatki rozpraszają fale dźwiękowe i mogą być pokryte cząsteczkami pochłaniającymi światło, dzięki czemu są wykrywalne za pomocą ultradźwięków.

„Wcześniej badacze badali głównie małe pęcherzyki gazu jako metodę transportu w krwiobiegu za pomocą ultradźwięków lub innych metod akustycznych” – wyjaśnia Paul Wrede, współautor badania.

„Wykazaliśmy teraz, że stałe mikrocząstki można również kierować akustycznie”, co umożliwia większą zdolność ładowania leku, wyjaśnia.

Kontroluj wstrzykniętą substancję

Wczesne eksperymenty wykazały zdolność cząstek do przenoszenia leku przeciwnowotworowego i pozostawania nieruchomymi w określonym obszarze układu krążenia myszy za pomocą skupionych ultradźwięków. W przeciwieństwie do metod konwencjonalnych, system ten zapewnia precyzyjną kontrolę, zapewniając skuteczniejsze dotarcie leków do miejsca przeznaczenia.

„Innymi słowy, nie tylko wstrzykujemy cząsteczki i liczymy na najlepsze. Tak naprawdę to my je kontrolujemy” – wyjaśnia Wrede.

Cząstki mogą być wytwarzane z różnych materiałów, m.in tlenek cynku, poliimid mi substancje złożone.

Naukowcy zamierzają teraz udoskonalić technologię, przeprowadzając więcej badań na zwierzętach, zanim zbadają jej zastosowanie u ludzi. Jeśli się powiedzie, innowacja zrewolucjonizuje metody leczenia potencjalnie śmiertelnych chorób, takich jak rak I choroby układu krążenia.