Νανοδομημένα συστήματα μεταφοράς φαρμάκων με δυνατότητα διαπέρασης των βλεννωδών ιστών
Authors: Καραμανίδου Θεοδώρα 
Published: August 2021

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή διεξάγεται η πειραματική μελέτη της σύνθεσης καινοτόμων συστημάτων μεταφοράς βιομορίων, τα οποία έχουν την ικανότητα να διαπερνούν τη βλέννα. Ο βλεννογόνος είναι υπεύθυνος για την παραγωγή της βλέννας, η οποία αποτελεί την πρώτη γραμμή άμυνας του οργανισμού. Η βλέννα αποτελεί ένα δυναμικό, ημιπερατό στρώμα, το οποίο επιτρέπει τη μεταφορά ουσιών, όπως θρεπτικών συστατικών, νερού και αερίων, ενώ ταυτόχρονα αποτρέπει την είσοδο βακτηρίων και παθογόνων μικροοργανισμών. Ωστόσο, η βλέννα αποτρέπει την είσοδο όχι μόνο των παθογόνων παραγόντων, αλλά και των βιομορίων, αποτρέποντας τη διέλευση τους μέσω της βλέννας και την περαιτέρω απορρόφηση τους από τα επιθηλιακά κύτταρα. Για το λόγο αυτό, το επιστημονικό ενδιαφέρον έχει στραφεί στην εφαρμογή καινοτόμων τεχνικών για τη σύνθεση λειτουργικών νανοφορέων, οι οποίοι επιτρέπουν την αποτελεσματική χορήγηση βιομορίων μέσω των βλεννωδών μεμβρανών.Στην παρούσα μελέτη αναπτύχθηκαν διάφοροι τύποι νανοφορέων ικανών να διαπερνούν τη βλέννα, εφαρμόζοντας διάφορες καινοτόμες στρατηγικές. Πιο συγκεκριμένα, αναπτύχθηκαν αυτο-νανογαλακτωματοποιούμενα συστήματα μεταφοράς φαρμάκων (SNEDDS), τα οποία χρησιμοποιήθηκαν ως φορείς για την ελεγχόμενη στοματική χορήγηση της ινσουλίνης και του πεπτιδίου PEP356. Κατά τον πειραματικό σχεδιασμό των SNEDDS, επιλέχθηκαν διάφοροι συνδυασμοί ελαίου/επιφανειοδραστικής ουσίας/συνεπιφανειοδραστικής ουσίας και μελετήθηκε η ικανότητα αυθόρμητου σχηματισμού νανογαλακτώματος. Στη συνέχεια, ακολούθησε ο χαρακτηρισμός των SNEDDS και επιλέχτηκαν οι βέλτιστοι συνδυασμοί. Επιπροσθέτως, εφαρμόστηκε η μέθοδος της υδρόφοβης ιοντικής σύζευξης για τη σύνθεση συμπλόκων ινσουλίνης ή PEP356 με ανιονικό φωσφολιπίδιο (DMPG), με στόχο τη μείωση της υδροφιλικότητάς τους. Εν συνεχεία, πραγματοποιήθηκε η ενσωμάτωση των συμπλόκων στα SNEDDS και ακολούθησε η μελέτη του ρυθμού αποδέσμευσης καθώς και ο έλεγχος της προστασίας από τα SNEDDS έναντι της δράσης ενζύμων του εντέρου. Τα αποτελέσματα απέδειξαν τη σύνθεση ενός καινοτόμου συστήματος μεταφοράς φαρμάκων για την αποτελεσματική στοματική χορήγηση θεραπευτικών βιομορίων.Επιπροσθέτως, πραγματοποιήθηκε η σύνθεση νανοσωματιδίων με «ολισθηρή» επιφάνεια, χρησιμοποιώντας το πολυμερές πολυ(γαλακτικό-γλυκολικό) οξύ (PLGA) και το πολυμερές πολυαιθυλενογλυκόλη (PEG). Τα τελευταία χρόνια, έχει επικρατήσει ότι η επιφανειακή κάλυψη των σωματιδίων με PEG έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση των αλληλεπιδράσεων προσκόλλησης, οι οποίες δημιουργούνται μεταξύ των σωματιδίων και της βλέννας. Συνεπώς, πραγματοποιήθηκε η σύνθεση διαφόρων τύπων συμπολυμερών μέσω της αντίδρασης του καρβοδιιμιδίου και ακολούθησε η αξιολόγησή τους. Εν συνεχεία, παρασκευάστηκαν νανοσωματίδια PLGA-PEG με τη μέθοδο του διπλού γαλακτώματος και πραγματοποιήθηκε ο πλήρης χαρακτηρισμός τους. Αξίζει να σημειωθεί ότι τα νανοσωματίδια PLGA-PEG παρουσίασαν βελτιωμένα χαρακτηριστικά σε σχέση με τα νανοσωματίδια PLGA και πιο συγκεκριμένα εμφάνισαν αυξημένη ικανότητα διάχυσης μέσα στη βλέννα, υποδεικνύοντας την ικανοποιητική μείωση των αλληλεπιδράσεων λόγω της υψηλής επιφανειακής κάλυψης με PEG.Τέλος, πραγματοποιήθηκε η σύνθεση νανοσωματιδίων PLGA-PEG, που φέρουν το βλεννολυτικό παράγοντα 4-μερκαπτοβενζοϊκό οξύ (4-MBA) με στόχο την περαιτέρω ενίσχυση της ικανότητάς τους να διαπερνούν τη βλέννα σε σχέση με τα νανοσωματίδια PLGA-PEG. Η στρατηγική αυτή στηρίζεται στη βασική αρχή της τοπικής και επιλεκτικής διάρρηξης της βλέννας με τη χρήση βλεννολυτικών παραγόντων. Συνεπώς, πραγματοποιήθηκε ο εγκλεισμός του 4-MBA στα νανοσωματίδια PLGA-PEG με στόχο την αποτελεσματική διάχυση τους μέσα στη βλέννα. Δυστυχώς, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο εγκλεισμός του 4-MBA στα νανοσωματίδια PLGA-PEG δεν επέτρεψε την ελεγχόμενη αποδέσμευσή του, ευννοώντας πιθανή διάρρηξη του συνολικού βλεννώδους ιστού, οδηγώντας πιθανόν σε ανεπιθύμητες για τον οργανισμό παρενέργειες.