Uwalnianie leków przy pomocy magnesów
Agregaty magnetycznych pęcherzyków nanocząstkowych (MNPV) to mikroskopowe systemy dostarczania leków, które uwalniają zawartość w odpowiedzi na sygnał magnetyczny. Cząsteczki o średnicy około jednej miliardowej metra są dołączone do zawierających lek pęcherzyków, które są z kolei osadzone na hydrożelu tkankopodobnym. W przypadku zastosowań w inżynierii tkankowej lub medycynie regeneracyjnej konieczne jest, aby MNPV dostarczały leki lub inne środki bioaktywne we właściwym czasie do miejsca objętego chorobą. W tym celu, w ramach finansowanego przez UE projektu MAGNANOVES (Magnetically responsive nanoparticle-vesicle hydrogels as "smart" biomaterials for the spatiotemporal control of cellular responses), naukowcy przekształcili MNPV w inteligentne biomateriały, które reagują na magnetyzm. Główną ideą projektu MAGNANOVES było sprawienie, by MNPV uwalniały leki pod wpływem pola magnetycznego, a następnie ulegały samozniszczeniu. Po opracowaniu metody chemicznego dołączania nanocząstek magnetycznych do pęcherzyków lipidowych, naukowcy stworzyli techniki magnetycznego uwalniania leków z tak otrzymanych MNPV w zawiesinie. Jednym z ich celów było uwalnianie dwóch molekuł, które współpracują w wyzwalaniu odpowiedzi komórkowej — na przykład enzymu i jego substratu. Poprzez magnetyczne uwalnianie enzymu trawiennego trypsyny w roztworze białek badacze udowodnili, że duże biomolekuły można uwalniać z MNPV w zawiesinie, lecz nie w żelu. Obserwacja, że trypsyna pozostaje aktywna i rozkłada białka, potwierdziła potencjał tego systemu w dostarczaniu enzymów do komórki i inicjacji jej odpowiedzi. W ramach dalszych udoskonaleń naukowcom udało się odwracalnie dołączyć do powierzchni cząstek magnetycznych białka i enzymy. Metoda ta może być używana do konwersji nieaktywnego prekursora leku w jego formę aktywną po magnetycznym uwolnieniu z MNPV. Mimo że naukowcy wciąż muszą przezwyciężyć pewne trudności, stworzony przez nich w ramach projektu MAGNANOVES system pęcherzyków nanocząstkowych do dostarczania leków do komórek bez wpływu na sąsiadujące tkanki jest bardzo obiecujący. Udowodniono na przykładzie pary enzym/substrat, że metoda ta działa. Może mieć też zastosowanie w tworzeniu biosensorów i katalizatorów przemysłowych.
Słowa kluczowe
Inteligentne biomateriały, wyzwalacz magnetyczny, magnetyczne pęcherzyki nanocząstkowe, dostarczanie leku, hydrożel