Τεχνολογία δευτερογενών μεταβολιτών
Authors: Κοντογιαννόπουλος Κωνσταντίνος 
Published: August 2021

Η παρούσα διδακτορική διατριβή μελετά το σχεδιασμό, την ανάπτυξη και τον χαρακτηρισμό καινοτόμων συστημάτων μεταφοράς και αποδέσμευσης για τη βιοδραστική ουσία σικονίνη, αλκαννίνη και τα παράγωγά της, οι οποίες εμφανίζουν ισχυρή επουλωτική, αντιμικροβιακή, αντιφλεγμονώδη και αντικαρκινική δράση. Στόχος ήταν να συνδυαστούν οι βιολογικές ιδιότητες της φυσικών αυτών προϊόντων με τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν τα συστήματα μεταφοράς φάρμακου, επιτυγχάνοντας ελεγχόμενη αποδέσμευση στην επιθυμητή περιοχή δράσης. Για το σκοπό αυτό, παρασκευάσθηκαν συμβατικά και σταθεροποιημένα λιποσωμιακά συστήματα, δενδριτικά συστήματα, καθώς και χιμαιρικά λιποσωμιακά συστήματα (συνδυάζοντας την δενδριτική με την λιποσωμιακή τεχνολογία) μεταφοράς και αποδέσμευσης για τη σικονίνη. Τέλος, παρασκευάσθηκαν νανοΐνες ηλεκτροστατικής ινοποίησης από διάφορα βιοαποκοδομήσιμα πολυμερή με δραστική ουσία σικονίνη ή μίγμα αλκαννίνης/σικονίνης και εστέρων τους, που απομονώθηκε από τις ρίζες του φυτού Alkanna tinctoria, ως σκεύασμα εξωτερικής χρήσης με επουλωτική και αντιμικροβιακή δράση. Για την παρασκευή των συμβατικών λιποσωμιακών σκευασμάτων χρησιμοποιήθηκαν δύο τύποι λιπιδίων (Egg-PC και DPPC) και διάφορες αρχικές συγκεντρώσεις σικονίνης. Το μέσο μέγεθος των σωματιδίων κυμαίνεται μεταξύ 120 και 280 nm, ενώ οι τιμές ζ-δυναμικού τους μεταξύ -4 mV έως -17 mV. Τα ποσοστά εγκλεισμού τους βρέθηκαν μεγαλύτερα από 60%, ενώ επιβεβαιώθηκε η επιθυμητή ελεγχόμενη αποδέσμευση της δραστικής ουσίας. Τέλος, τα παρασκευασθέντα δείγματα εμφάνισαν ικανοποιητική in vitro κυτταροτοξική δράση σε δύο καρκινικές σειρές (MCF7-καρκίνος του μαστού και SF268-γλοίωμα). Τα στερεοχημικά σταθεροποιημένα λιποσωμιακά συστήματα σικονίνης παρασκευάσθηκαν με τρεις τύπους λιπιδίων (Egg-PC, DSPC, DPPC) και με σταθεροποιητικό παράγοντα DSPE-mPEG2000. Εμφανίζουν βελτιωμένα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά (μικρότερο μέσο μέγεθος, υψηλότερες τιμές ζ-δυναμικού), υψηλότερα ποσοστά εγκλεισμού, καθώς και αυξημένη σταθερότητα σε σύγκριση με τα αντίστοιχα συμβατικά λιποσώματα σικονίνης. Τέλος, χαρακτηρίζονται από παρατεταμένη αποδέσμευση δραστικής ουσίας που φτάνει μέχρι τις 72 ώρες. Τρεις γενιές υπερδιακλαδισμένων πολυμερών (ΥΠ) (PFH-16-OH, PFH-32-OH και PFH-64-OH) χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή δενδριτικών συστημάτων μεταφοράς και αποδέσμευσης σικονίνης, με το υπερδιακλαδισμένο πολυμερές 4ης γενιάς (PFH–64–OH) να εμφανίζει πάντοτε το υψηλότερο ποσοστό εγκλεισμού. H χρήση μεθανόλης κατά τη διεργασία της συμπλοκοποίησης αυξάνει την αποτελεσματικότητα του εγκλεισμού. Τέλος, τα δείγματα εμφάνισαν μέτρια σταθερότητα κατά την παραμονή τους στους 4°C. Τα χιμαιρικά λιποσωμιακά συστήματα σικονίνης (chi-aDDnSs), παρασκευάσθηκαν με εγκλωβισμό των συμπλόκων σικονίνης/ΥΠ σε λιποσώματα με λιπίδιο Egg-PC. Το μέσο μέγεθός τους βρέθηκε ανάλογο με των αντίστοιχων συμβατικών λιποσωμάτων, ενώ η αποτελεσματικότητα του εγκλεισμού φάνηκε να εξαρτάται από τη μέθοδο παρασκευής που χρησιμοποιήθηκε. Τα χιμαιρικά λιποσωμιακά συστήματα, αύξησαν την σταθερότητα των συμπλόκων σικονίνης/ΥΠ, ενώ χαρακτηρίζονται και από ικανοποιητικό προφίλ αποδέσμευσης. Για την παρασκευή νανοϊνών ηλεκτροϊνοποίησης χρησιμοποιήθηκαν τέσσερα βιοποικοδομήσιμα πολυμερή (CA, PLLA, PLGA 50:50 και PLGA 75:25), καθώς και διαφορετικές αρχικές συγκεντρώσεις σικονίνης και μίγματος εστέρων αλκαννίνης/σικονίνης. Οι παρασκευασθείσες νανοΐνες παρουσιάζουν ιδιαίτερα ικανοποιητική μορφολογία (με μεγέθη στην κλίμακα των νανομέτρων) και υψηλά ποσοστά εγκλεισμού που εξαρτώνται από τον τύπο του χρησιμοποιούμενου πολυμερούς και την αρχική συγκέντρωση φαρμακευτικής ουσίας. Το προφίλ αποδέσμευσης της δραστικής ουσίας είναι ικανοποιητικό, ενώ σε όλες τις περιπτώσεις παρατηρήθηκε έντονη αρχική αποδέσμευσή της (burst release) κατά τα πρώτα 60 λεπτά του πειράματος. Τα συστήματα μεταφοράς και αποδέσμευσης που αναπτύχθηκαν στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής εμφανίζουν ιδιαίτερα πλεονεκτήματα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ώστε να αυξηθεί ο θεραπευτικός δείκτης των δραστικών ουσιών που εγκλείστηκαν.