Σχεδιασμός και αξιολόγηση χιμαιρικών νανοσυστημάτων μεταφοράς δοξορουβικίνης με συνδυασμό λιποσωμάτων και υπερδιακλαδισμένων πολυμερών
Authors: Μουρελάτου Έλενα 
Published: September 2021

Τις τελευταίες δεκαετίες ο εγκλωβισμός αντικαρκινικών μορίων σε νανοφορείς έχει προσελκύσει έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον με στόχο την ενίσχυση της θεραπευτικής τους δράσης, τη μείωση των ανεπιθύμητων ενεργειών που προκαλούνται από τη δράση τους σε υγιείς ιστούς και κύτταρα και τον έλεγχο του χρόνου κυκλοφορίας τους στον οργανισμό. Εντούτοις, οι αναπτυσσόμενοι φορείς δεν καταφέρνουν να φτάσουν στην κλινική πράξη, καθώς δεν επιτυγχάνεται η εκπλήρωση επιμέρους παραμέτρων (π.χ. ικανότητα εγκλωβισμού του δραστικού μορίου, μέγεθος, φορτίο, υδροφιλία επιφάνειας φορέα, κ.α.). Πρόσφατα έχουν αρχίσει να μελετώνται χιμαιρικοί φορείς που προκύπτουν από το συνδυασμό δύο νανοφορέων με στόχο τη βελτίωση των ιδιοτήτων του τελικού συστήματος, όπως την αύξηση της ικανότητας εγκλωβισμού του δραστικού μορίου ή/και τον έλεγχο της αποδέσμευσης αυτού. Τέτοια χιμαιρικά συστήματα αποτελούν τα συστήματα λιποσωμάτων – δενδριμερών, που χαρακτηρίζονται ως «liposome “locked-in” dendrimers», στα οποία τα ενσωματωμένα στα λιποσώματα δενδριμερή αυξάνουν τον εγκλωβισμό της δοξορουβικίνης (DOX), η οποία είναι γνωστή για την αντικαρκινική της δράση, και τροποποιούν το ρυθμό αποδέσμευσής της. Ο μηχανισμός με τον οποίο επιτυγχάνεται αυτό, αλλά και οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των επιμέρους δομικών στοιχείων του τελικού φορέα στις οποίες οφείλονται τα βελτιωμένα χαρακτηριστικά του δεν έχουν διερευνηθεί σε βάθος. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η ανάπτυξη ενός νέου νανοφορέα αντικαρκινικών μορίων που προκύπτει από το συνδυασμό λιποσωμάτων και υπερδιακλαδισμένων πολυμερών (HBPs), η σε βάθος μελέτη της αλληλεπίδρασης των επιμέρους στοιχείων του συστήματος και η αποσαφήνιση των παραμέτρων που επιδρούν στις τελικές ιδιότητες αντίστοιχων χιμαιρικών συστημάτων. Οι παραπάνω πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν έπειτα στο σχεδιασμό και την πρόβλεψη των ιδιοτήτων του τελικού συστήματος. Ως βιοδραστικό μόριο επιλέχθηκε η DOX, ενώ χρησιμοποιήθηκαν διαφορετικές ψευδογενιές HBPs που ανήκουν στην κατηγορία των αλειφατικών πολυεστέρων. Για τη μελέτη των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των λιποσωμάτων, των HBPs και της DOX αλλά και των ιδιοτήτων των τελικών συστημάτων εφαρμόστηκαν εξελιγμένες αναλυτικές τεχνικές όπως διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης (m- DSC), φασματοσκοπία υπέρυθρου εξασθενημένης ολικής ανάκλασης με μετασχηματισμό Fourier (ATR-FTIR), φασματοσκοπία μαγνητικού πυρηνικού συντονισμού βαθμίδωσης παλμών spin echo (PGSE-NMR), μικροσκοπία ατομικών δυνάμεων (AFM) και φασματοσκοπία ηλεκτρονικού παραμαγνητικού συντονισμού (EPR). Από τις παραπάνω μελέτες προσδιορίστηκε η βέλτιστη σύσταση των τελικών φορέων (λιπιδική σύσταση λιποσωμάτων και ποσοστό ενσωματωμένου υπερδιακλαδισμένου πολυμερούς ανάλογα με την ψευδογενιά αυτού), η ικανότητα εγκλωβισμού και ο ρυθμός αποδέσμευσης της DOX, οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των φωσφολιπιδίων, των HBPs και της DOX που επηρεάζουν τον εγκλωβισμό και την απελευθέρωσή της αλλά και τη σταθερότητα των συστημάτων, καθώς και η επίδραση επιπλέον παραμέτρων μορφοποίησης, όπως η παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων σουκρόζης και η διαφορά ωσμωτικής πίεσης εκατέρωθεν της λιπιδικής διπλοστοιβάδας των λιποσωμάτων. Τέλος, πραγματοποιήθηκε τροποποίηση της δομής των HBPs (αλλαγή των τελικών υδροξυλομάδων σε καρβοξυλομάδες) και μελετήθηκε η επίδραση της φύσης των τελικών ομάδων των πολυμερών στην ικανότητα εγκλωβισμού της DOX.