Kompleksi nanodelec-makromolekula kot osnova za uporabo v formulaciji bioloških zdravil

Nanomedicina je znanstveno področje, ki je v zadnjih 5 letih doživelo nesluten razmah.. Na čelu nanomedicinskih raziskav so že nekaj let raziskave dostava (delivery) in ciljano delovanje (targeting) farmacevtskih, terapevtskih in diagnostičnih preparatov. Denimo, uspešno izvedena ciljana dostava zdravil izključno na mesto obolenja bi pomenila velik korak v več smereh: povečala bi se terapevtska učinkovitost zdravila, zmanjšala bi se degradacija učinkovine, zmanjšala bi se poraba učinkovine in njene cene, stranski učinki bi se drastično zmanjšali, če že ne povsem izginili. Osrednji cilj projekta je razviti novo generacijo materialov za ciljano dostavo zdravil na osnovi uporabe nanodelcev. Zdravilne učinkovine ne bomo zapirali v notranjost nanodelca, kot predlaga večina obstoječih raziskav, temveč jo bomo pripeli na površino nanodelca. Osnovna konfiguracija takega dostavnega sistema bo naslednja: jedro bo iz biorazgradljivega nanodelca, poljubne oblike vendar s tipičnimi dimenzijami, manjšimi od 150-200 nm. Površina nanodelca bo modificirana na tak način, da bo omogočala reverzibilno vezavo beljakovine (učinkovine). Modifikacijo bomo izvedli bodisi s pripravo (mono)sloja (an)organskega filma, preferenčno pa z uporabo ustreznih linkerjev. Vez med nanodelcem in likerjem bo ireverzibilna, med linkerjem in učinkovino pa reverzibilna. Adsorbirana molekula učinkovine bo lahko hkrati imela vlogo terapevtske in ciljane molekule; v primerih, ko bosta ti dve molekuli različni, bomo izvedlli ustrezno modifikacijo osnovnega koncepta. Projekt obsega tako sintezo, podrobno karakterizacijo kot tudi teoretično modeliranje pripravljenih materialov.

Doslej v literaturi še niso bile objavljene sistematične študije o eksperimentalni pripravi v poročilu navedenih funkcionaliziranih nanodelcev, na katere bi lahko reverzibilno pripenjali/odpenjali izbrane proteine. Pri tem je bistvenega pomena, da se lastnosti proteina po celotni proceduri ne spremenijo - glede na izhodiščne lastnosti. Gre gotovo za potencialno izredno pomembne študije, ki bodo omogočile kontrolirano izdelavo zdravil, prispevale pa bodo tudi k razumevanju nekaterih procesov v živih organizmih. Nanodelci z reverzibilno pripetimi proteini (uporabljeni v praksi) bi lahko bili uporabni kot učinkoviti prožilci imunskega odziva, kar bi vodilo do tvorbe protiteles in s tem do uspešne imunizacije. TNF-? je eden od proteinov, ki so posebej zanimivi za pripravo zdravil, ki temeljijo na sprožanju imunskega odziva: ima kratko razpolovno dobo (20-30 minut) ter ustrezno toksičnost, oboje pa lahko v precejšnji meri kontroliramo. Denimo proteini, vezani na nanodelcu bi lahko bili bolj imunogeni in manj toksični – zaradi precej zmanjšanega števila dostopnih receptorskih mest, to pa povzroči delne ter začasne spremembe konformacije. Povečana tvorba protiteles proti TNF-? bi lahko bila osnova za razvoj novih zdravil za zdravljenje kroničnih bolezni, kot so revmatoidni artritis, Chronova bolezen, psoriaza ipd. Ker so anticitokinska protitelesa našli tako pri bolnikih s kronično boleznijo kot tudi pri zdravih ljudeh bi bil lahko princip aktivne imunoterapije precej perspektiven. Glede na sedanjo pasivno imunoterapijo, ki vključuje visoke koncentracije TNF-? protiletes ali TNF receptorjev, je predlagani koncept enostavnejši, cenejši in bolniku prijaznejši. Podoben koncept bi lahko uporabili tudi pri številnih drugih proteinih, ki niso primerni za neposredno imunizacijo.

Ocenjujemo, da je bila relevanca tega projekta zelo velika. Projekt se je ukvarjal z enim od najsodobnejših konceptov za načrtovanje formulacij zdravil. V primeru uspešnega nadaljevanja dela, ki je bilo začrtano v tem projektu bi lahko prišlo do pomembnega socioekonomskega vpliva. Tehnološko relevantni rezultati bodo deloma ali v celoti implementirani v proizvodnjo industrijskega partnerja (Lek, d.d.) (pred tem bo seveda ustrezno regulirana intelektualna zaščita itd.).