Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Липосомы представляют собой сложные структуры, состоящие из фосфолипидов и могут содержать небольшие количества других молекул. Хотя липосомы могут варьироваться по размеру от малых микрометров до десятков микрометров, однослойные липосомы, как показано здесь, обычно имеют меньший размер с различными целевыми лигандами, прикрепленными к их поверхности, что позволяет им прикрепляться к поверхности и накапливаться в патологических областях для лечения. болезни. [1]
Нагруженные лекарством полимерные мицеллы, образованные в результате самосборки амфифильных блок-сополимеров в водной среде.
Нагруженные лекарством полимерные мицеллы с различными целевыми функциями. (A) Мицеллы, нацеленные на антитела (B) мицеллы, нацеленные на лиганд (C) Мицеллы с функцией удержания клеток.

Nanocarrier это наноматериал используются в качестве транспортного модуля для другого вещества, таких как лекарственное средство. Обычно используемые наноносители включают мицеллы , полимеры , материалы на основе углерода, липосомы и другие вещества. [2] Наноносители в настоящее время изучаются на предмет их использования в доставке лекарств, и их уникальные характеристики демонстрируют потенциальное использование в химиотерапии .

Характеристика [ править ]

Размер наноносителей варьируется от 1 до 1000 нм [3] [4], однако из-за того, что ширина микрокапилляров составляет 200 нм, наномедицина часто относится к устройствам с размером <200 нм. [4] Из-за своего небольшого размера наноносители могут доставлять лекарства в другие недоступные участки тела. Поскольку наноносители настолько малы, часто бывает трудно обеспечить с их помощью большие дозы лекарств. В эмульсионных методах , используемые для изготовления наноносителей также часто приводят к низкой нагрузке лекарственного средства и инкапсуляции наркотиков , обеспечивая трудности для клинического использования. [2]

Типы [ править ]

Обнаруженные к настоящему времени наноносители включают полимерные конъюгаты, полимерные наночастицы, носители на основе липидов, дендримеры , углеродные нанотрубки и наночастицы золота. Носители на основе липидов включают как липосомы, так и мицеллы. Примерами наночастиц золота являются золотые нанооболочки и наноклетки . [3] Различные типы наноматериалов, используемых в наноносителях, позволяют доставлять гидрофобные и гидрофильные лекарства по всему телу. [5] Поскольку человеческое тело содержит в основном воду, способность эффективно доставлять гидрофобные лекарственные средства человеку является основным терапевтическим преимуществом наноносителей. [6]Мицеллы могут содержать гидрофильные или гидрофобные лекарственные средства в зависимости от ориентации молекул фосфолипидов . [7] [8] Некоторые наноносители содержат массивы нанотрубок, что позволяет им содержать как гидрофобные, так и гидрофильные лекарства. [9]

Одна потенциальная проблема с наноносителями - это нежелательная токсичность, связанная с типом используемого наноматериала. Неорганический наноматериал также может быть токсичным для человеческого организма, если он накапливается в определенных клеточных органеллах. [10] В настоящее время проводятся новые исследования по созданию более эффективных и безопасных наноносителей. Наноносители на основе белков перспективны для использования в терапевтических целях, поскольку они встречаются в природе и обычно демонстрируют меньшую цитотоксичность, чем синтетические молекулы. [11]

Адресная доставка лекарств [ править ]

Наноносители полезны в процессе доставки лекарств, потому что они могут доставлять лекарства к конкретным мишеням, позволяя лекарствам доставляться в одни органы или клетки, но не в другие. Местная специфичность - главное терапевтическое преимущество, так как предотвращает доставку лекарств в неправильные места. [5] [7] [8] [9] Наноносители перспективны для использования в химиотерапии, поскольку они могут помочь снизить неблагоприятную, широкомасштабную токсичность химиотерапии для здоровых, быстрорастущих клеток всего тела. Поскольку химиотерапевтические препараты могут быть чрезвычайно токсичными для клеток человека, важно, чтобы они доставлялись в опухоль, не попадая в другие части тела. [2] [5] [7] [8]Четыре метода, с помощью которых наноносители могут доставлять лекарства, включают пассивное нацеливание , активное нацеливание , pH-специфичность и температурную специфичность .

Пассивный таргетинг [ править ]

Эффект повышенной проницаемости и удерживания (EPR) и пассивное нацеливание. Наноносители могут проникать в опухоли через промежутки между эндотелиальными клетками и накапливаться там из-за плохого лимфодренажа.

Пассивное нацеливание относится к способности наноносителя перемещаться по сосудистой системе опухоли, попадать в ловушку и накапливаться в опухоли. Это накопление вызвано повышенной проницаемостью и эффектом удерживания [2] [8] [12], который относится к покрытию из поли (этиленоксида) (ПЭО) на внешней стороне многих наноносителей. PEO позволяет наноносителям проходить через протекающую сосудистую сеть.опухоли, из которой они не могут выйти. Протекающая сосудистая сеть опухоли - это сеть кровеносных сосудов, образующихся в опухоли, которые содержат множество мелких пор. Эти поры позволяют наноносителям проникать внутрь, но также содержат множество изгибов, которые позволяют наноносителям захватываться. По мере захвата большего количества наноносителей лекарство накапливается в месте опухоли. [12] Это накопление приводит к тому, что большие дозы препарата доставляются непосредственно к месту опухоли. [2] ПЭО может также иметь некоторые неблагоприятные эффекты на взаимодействия между клетками и наноносителями, ослабляя действие лекарства, поскольку многие наноносители должны быть включены в клетки, прежде чем лекарства могут быть высвобождены. [12]

Активный таргетинг [ править ]

Активное нацеливание включает включение модулей нацеливания, таких как лиганды или антитела, на поверхность наноносителей, специфичных для определенных типов клеток вокруг тела. Наноносители имеют такое высокое отношение площади поверхности к объему, что позволяет включать несколько лигандов на их поверхности. [3] Эти нацеленные модули позволяют встраивать наноносители непосредственно внутрь клеток, но также имеют некоторые недостатки. Лиганды могут привести к тому, что наноносители станут немного более токсичными из-за неспецифического связывания, а положительные заряды на лигандах могут снизить эффективность доставки лекарств, оказавшихся внутри клеток. [8] [12] Было показано, что активное нацеливание помогает преодолеть множественную лекарственную устойчивостьв опухолевых клетках. [13]

pH-специфичность [ править ]

Некоторые наноносители будут высвобождать содержащиеся в них лекарства только в определенных диапазонах pH . pH-специфичность также позволяет наноносителям доставлять лекарства непосредственно к месту опухоли. [2] [7] Опухоли, как правило, более кислые, чем нормальные клетки человека, с pH около 6,8. Нормальная ткань имеет pH около 7,4. [2] Наноносители, которые высвобождают лекарства только в определенных диапазонах pH, могут поэтому использоваться для высвобождения лекарства только в кислой среде опухоли. [2] [7] [12] Высококислая среда вызывает высвобождение лекарства из-за того, что кислая среда разрушает структуру наноносителя. [14]Эти наноносители не будут высвобождать лекарства в нейтральной или щелочной среде, эффективно воздействуя на кислую среду опухолей, оставляя нетронутыми нормальные клетки организма. [2] [12] Эта чувствительность к pH также может быть вызвана в мицеллярных системах путем добавления цепей сополимера к мицеллам, которые, как было установлено, действуют независимо от pH. [8]Эти мицелло-полимерные комплексы также помогают предотвратить развитие множественной лекарственной устойчивости раковых клеток. Среда с низким pH вызывает быстрое высвобождение мицеллярных полимеров, в результате чего большая часть лекарства высвобождается сразу, а не постепенно, как при других лекарствах. Этот механизм быстрого высвобождения значительно сокращает время, необходимое противоопухолевым препаратам для уничтожения опухоли, эффективно не позволяя опухоли претерпевать мутации, которые сделали бы ее устойчивой к лекарствам. [8]

Температурная специфика [ править ]

Было также показано, что некоторые наноносители более эффективно доставляют лекарства при определенных температурах. Поскольку температура опухоли, как правило, выше, чем температура во всем остальном теле, около 40 ° C, этот температурный градиент помогает действовать в качестве защиты для доставки в определенное место опухоли. [7]

Использует [ редактировать ]

Большинство исследований наноносителей применяется к их потенциальному использованию в доставке лекарств, особенно в химиотерапии. Поскольку наноносители могут использоваться для целенаправленного воздействия на мелкие поры, более низкие значения pH и более высокие температуры опухолей, они могут снизить токсичность многих химиотерапевтических препаратов. [2] [5] [7] [8] Кроме того, поскольку почти 75% противоопухолевых препаратов являются гидрофобными и поэтому демонстрируют трудности с доставкой внутрь клеток человека, использование мицелл для стабилизации и эффективного маскирования гидрофобной природы гидрофобных препаратов открывает новые возможности для гидрофобных противоопухолевых препаратов. [6]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Торчилин, V (2006). «Многофункциональные наноносители». Расширенные обзоры доставки лекарств . 58 (14): 1532–55. DOI : 10.1016 / j.addr.2006.09.009 . PMID  17092599 .
  2. ^ a b c d e f g h i j Qian W, Sun D, ​​Zhu R, Du X, Liu H, Wang S. pH-чувствительные наночастицы карбоната стронция как новые противораковые средства для контролируемого высвобождения этопозида. Международный журнал наномедицины. 2012; 7: 5781-5792.
  3. ^ a b c Peer1 D, Kar J, Hong S, Farokhzad O, Margalit, Langer R. Наноносители как новая платформа для лечения рака. Природа. 2007; 2: 751-760.
  4. ^ а б Сингх Р., Лиллард-младший JW (2009). «Направленная доставка лекарств на основе наночастиц» . Экспериментальная и молекулярная патология . 86 (3): 215–223. DOI : 10.1016 / j.yexmp.2008.12.004 . PMC 3249419 . PMID 19186176 .  
  5. ^ а б в г Ю М, Чжао Дж, Фэн С. (2012). «Мицеллы пролекарства витамина E TPGS для доставки гидрофильных лекарств с нейропротекторным действием». Международный фармацевтический журнал . 438 (1–2): 98–106. DOI : 10.1016 / j.ijpharm.2012.08.038 . PMID 22954445 . 
  6. ^ а б Чена Y, Lob C, Linc Y, Hsiuea G (2013). «Рапамицин, инкапсулированный в мицеллы двойного действия для лечения рака». Биоматериалы . 34 (4): 1115–1127. DOI : 10.1016 / j.biomaterials.2012.10.034 . PMID 23146436 . 
  7. ^ a b c d e f г Резаи С., Набид М., Никнеджад Х, Энтезами А. Многофункциональные и термореактивные мономолекулярные мицеллы для нацеленной на опухоль доставки и сайт-специфического высвобождения противоопухолевых препаратов. Полимер. 2012; 53 (16): 3485-3497.
  8. ^ Б с д е е г ч Wu H, L, Zhua Торчилин V (2013). «pH-чувствительные мицеллы сополимера поли (гистидин) -PEG / DSPE-PEG для цитозольной доставки лекарств» . Биоматериалы . 34 (4): 1213–1222. DOI : 10.1016 / j.biomaterials.2012.08.072 . PMC 3587181 . PMID 23102622 .  
  9. ^ a b Moom A, Jonas A, Losic D. Система доставки нескольких лекарств с последовательным высвобождением с использованием массивов нанотрубок из диоксида титана. ChemComm. 2012; 48: 3348-3350.
  10. Перейти ↑ Wang J, Fang X, Liang W (2012). «Пегилированные фосфолипидные мицеллы индуцируют апоптоз, зависимый от эндоплазматического ретикулума, раковых клеток, но не нормальных клеток». САУ Нано . 6 (6): 5018–5030. DOI : 10.1021 / nn300571c . PMID 22578158 . 
  11. ^ Elzoghby А, Сэми Вт, Elgindy N (2012). «Белковые наноносители как перспективные системы доставки лекарств и генов». Журнал контролируемого выпуска . 161 (1): 38–49. DOI : 10.1016 / j.jconrel.2012.04.036 . PMID 22564368 . 
  12. ^ a b c d e f Cajota S, Van Butselea S, Paillardb A, Passiranib C, Garcionb E, Benoitb J, Varshneyc S, Jérômea C. Умные наноносители для нацеливания на pH-триггер и высвобождения гидрофобных препаратов. Acta Biomaterialia. 2012. 8 (12): 4215–4223.
  13. ^ Sarisozen C, Vural I, Levchenko T, Hincal A, Torchilin V. Мицеллы на основеPEG-PE, загруженные вместе с паклитакселом и циклоспорином A или загруженные паклитакселом и нацеленные противораковыми антителами, преодолевают лекарственную устойчивость раковых клеток. Доставки лекарств. 2012; 19 (4): 169-176.
  14. ^ Viricel Вт, Mbarek А, Леблонд J (2015). «Переключаемые липиды: изменение конформации для быстрой доставки цитоплазмы, запускаемой pH» (PDF) . Angewandte Chemie International Edition . 54 (43): 12743–12747. DOI : 10.1002 / anie.201504661 . PMID 26189870 .