Ανάπτυξη νανοφορέων για τη στοματική και οφθαλμική χορήγηση θεραπευτικών βιομορίων
Authors: Σαμαρίδου Ελένη 
Published: August 2021

Η χορήγηση βιομορίων μέσω βλεννωδών μεμβρανών αποτελεί μια από τις μεγαλύτερες ερευνητικές προκλήσεις στον τομέα της μεταφοράς φαρμάκων, κυρίως λόγω της χημικής και βιολογικής τους αστάθειας. Μέχρι σήμερα έχουν αναπτυχθεί διάφορα συστήματα μεταφοράς βιομορίων μέσω βλεννωδών μεμβρανών από τα οποία όμως κανένα δεν μπορεί να διαπεράσει τη βλέννα σε ικανοποιητικό βαθμό. Παράλληλα, οι συνήθεις τεχνολογίες για τη διάβαση της βλέννας οδηγούν σε διάρρηξη του συνολικού βλεννώδους ιστού κάτι το οποίο είναι ανεπιθύμητο από τοξικολογική άποψη. Για το λόγο αυτό κρίνεται απαραίτητη η ανάπτυξη στρατηγικών που επικεντρώνονται στην τοπική και επιλεκτική διάρρηξη της βλέννας για την αποτελεσματική χορήγηση βιομορίων μέσω βλεννωδών μεμβρανών. Ο πρωταρχικός στόχος της παρούσας διατριβής ήταν η ανάπτυξη επιφανειακά τροποποιημένων σωματιδίων με πρωτεολυτικά ένζυμα, αλλά και νανοφορέων που επιτρέπουν την ελεγχόμενη αποδέσμευση βλεννολυτικών παραγόντων με στόχο την επιτυχή διαπέραση του εμποδίου της βλέννας. Ειδικότερα, το πρώτο μέρος της διατριβής ασχολείται με την επιφανειακή τροποποίηση νανοσωματιδίων πολύ(γαλακτικού-γλυκολικού) οξέος (PLGA) με τα πρωτεολυτικά ένζυμα τρυψίνη, παπαῒνη και βρωμελαῒνη. Τα παραγόμενα πολυμερικά νανοσωματίδια χαρακτηρίστηκαν λεπτομερώς σε σχέση με τη μορφολογία τους, την κατανομή μεγέθους τους (PSD), το επιφανειακό τους φορτίο, το ποσοστό σύζευξης του ενζύμου, τη σταθερότητα κατά την αποθήκευση, την κυτταροτοξικότητά τους, την ενζυμική και βλεννολυτική δραστικότητα και την ικανότητά τους να διαπερνούν τη βλέννα. Σχετικά με τον εγκλεισμό βλεννολυτικών παραγόντων σε νανοφορείς, παρασκευάστηκαν νανοσωματίδια PLGA και λιποσώματα που φέρουν το βλεννολυτικό παράγοντα 4-μερκαπτοβενζοϊκό οξύ (4-MBA) σε υψηλά ποσοστά φόρτωσης (≤18.43 wt%). Τα νανοσωματίδια PLGA χαρακτηρίστηκαν από γρήγορη αποδέσμευση του 4-MBA (>80 wt% σε 20 min) ενώ ο εγκλεισμός του βλεννολυτικού παράγοντα στα λιποσώματα επέτρεψε την ελεγχόμενη αποδέσμευσή του (≤30 wt% σε 45 min). Τα λιποσώματα που φέρουν 4-MBA βρέθηκαν να εμφανίζουν υψηλά ποσοστά διαπερατότητας της βλέννας εξαρτώμενα από το ρυθμό αποδέσμευσης του βλεννολυτικού παράγοντα και τη σύσταση της λιπιδικής διπλοστοιβάδας. Επιπλέον, στα πλαίσια της διατριβής αυτής, παρουσιάστηκε ένα καινοτόμο νανοδομημένο σύστημα μεταφοράς φαρμάκου για την ελεγχόμενη στοματική χορήγηση ινσουλίνης. Συγκεκριμένα, αναπτύχθηκε ένα καινοτόμο νανογαλάκτωμα που ενσωματώνει το υδρόφοβο σύμπλοκο ινσουλίνης με το ανιονικό φωσφολιπίδιο διμυριστοϋλο φωσφατιδυλογλυκερίνη (INS/DMPG), πετυχαίνοντας υψηλά ποσοστά φόρτωσης του θεραπευτικού βιομορίου. Τα ανιονικά λιπιδικά γαλακτώματα εξετάστηκαν σε σχέση με την κατανομή μεγέθους τους (PSD), το επιφανειακό τους φορτίο, τη σταθερότητα κατά την αποθήκευση, την κυτταροτοξικότητά τους και την ικανότητά τους να διαπερνούν τη βλέννα. Τέλος, ο ρυθμός απελευθέρωσης της ινσουλίνης από τα νανογαλακτώματα μελετήθηκε πειραματικά. Στο τελευταίο μέρος της παρούσας μελέτης, ερευνήθηκε η σύνθεση αποτελεσματικών μη ιικών συστημάτων γονιδιακής μεταφοράς. Δύο τύποι κατιονικών λιποσωμάτων (σύμπλοκα λιπιδίων με DNA) εξετάσθηκαν ως μη ιικοι φορείς για τη θεραπευτική απόδοση γονιδίου. Συγκεκριμένα, διεξήχθη μια συγκριτική μελέτη μεταξύ ενός πεγκυλιωμένου και ενός μη πεγκυλιωμένου συμπλόκου λιπιδίου-DNA σχετικά με τις φυσικοχημικές ιδιότητές τους, την ικανότητα δέσμευσης του DNA και την δυνατότητα μεταφοράς του γενετικού τους φορτίου στον πυρήνα των κυττάρων.