Designing switchable nanosystems for medical applica6on Lehner Roman, Wang Xueya, Wolf Marc, Hunziker Patrick Journal of controlled release 161:307-316, 2012 Emilia Karhunen 25.10.2017 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 1
Esityksen sisältö Mitä ovat kytketävät nanosysteemit? Millä keinoilla systeemit saadaan kytketyä päälle? o Sisäiset mekanismit (ph, redox,) o Ulkoiset mekanismit (valo, ultraääni, sähkömagne6smi) Eri systeemien hyödyt ja haitat Esimerkkejä markkinoilla olevista valmisteista 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 2
KytkeTävät nanosysteemit 1/2 Lääkeaineiden/proteiinien/geenien kuljetus ja kuvantaminen Hyvät puolet + kohdentaminen + tehon, turvallisuuden, stabiilisuuden ja ak6ivisuuden parantuminen Normaalin ja patologisen kudoksen sekä solujen eron ymmärtäminen Uusien materiaalien kehitäminen 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 3
KytkeTävät nanosysteemit 2/2 Älykkäät nanosysteemit Liu D, Yang F, Xiong F, Gu N. Theranos6cs 2016; 6(9): 1306-1323. 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 4
ph Kasvain- ja tulehtuneen kudoksen ph alhaisempi kuin fysiologinen ph Sisäiset mekanismit - ph ph:n vaikutus lääkeaineen kuljetuksessa kasvaimeen Liu D, Yang F, Xiong F, Gu N.. Theranos6cs 2016; 6(9):1306-1323. 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 5
Sisäiset mekanismit - ph ph herkkä liposomi, joka kuljetaa doksorubisiinia ja vapautuminen tapahtuu CO 2 syntymisen kauta Liu Juan ym. 32:693-710, 2014 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 6
Sisäiset mekanismit redox Redox Kasvain kudoksessa suurempi pitoisuus gluta6onia (GSH) à pelkistävät olosuhteet Redox- herkkä pegyloitu nanografeenioksidi lääkeaineen kuljetuksessa Wen H. ym.: Small 8: 760-769, 2012 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 7
Ulkoiset mekanismit 1/2 Valo Ultraääni Min Suk Shim ja Young Jik Kwon:Advanced drug delivery reviews 64:1046-1059, 2012 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 8
Visudyne Indikaa6o: ikään liityvän silmän verkkokalvon keskeisen osan (makulan) rappeuman kostean muodon hoito ja sairaalloisen likitaitoisuuden hoito VaikuTava aine: verteporfiini Liposomi Lääke annetaan infuusiona Verteporfiini ak6voituu laservalon avulla, fotodynaamisen hoidon yhteydessä Syntyvät happiradikaalit aiheutavat paikallisen vaurion htp:// www.hardikmedical.com/ wp- content/uploads/ 2015/06/visudyne.jpg 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 9
Ulkoiset mekanismit 2/2 Sähkömagne6smi o Magneenset nanopar6kkelit ja ulkoinen magneenkentä o Lämmön tuoto à indusoitu hypertermia NanoTherm o Indikaa6o: glioblastooman hoito htps:// www.adlershof.de/ uploads/pics/ magforce_adlersho f.jpg o Magneenset nanopar6kkelit (rautaoksidia ja aminosilaani kuori) o Ulkoinen magneenkentä à lämmön avulla kasvainsolut tuhoutuvat tai tulevat herkemmäksi muulle syöpäterapialle 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 10
Haasteet Systeemien monimutkaisuus o Kehitystyö o Tuotannon scaling up hankalaa o Kustannukset Yhteensopivuus elimistön kanssa o Toksisuus ja puhdistuma Sisäiset vs. Ulkoiset mekanismit o Po6laiden väliset erot o Systeemin toiminnan muunneltavuus 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 11
Tulevaisuuden näkymät Tulevaisuuden syövän hoito ja diagnos6ikka Mul6func6onal- systeemit Kohdentamisligandit All- in- one Liu Juan ym. Biotechnology advances 32(4):693-710, 2014 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 12
Yhteenveto Kohdentaminen Eri mekanismit vapautumiselle (sisäiset ja ulkoiset) Yksilöllinen lääkehoito Teknologia Liu Mengrui ym.material science and engineering C 71:1267-1280, 2017 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 13
Lähteet Lehner Roman, Wang Xueya, Wolf Marc, Hunziker Patrick: Designing switchable nanosystems for medical applica6on. Journal of controlled release 161:307-316, 2012 Liu Juan ym. : ph- Sensi6ve nano- systems for drug delivery in cancer therapy. Biotechnology advances 32:693-710, 2014 Liu D, Yang F, Xiong F, Gu N.: The Smart Drug Delivery System and Its Clinical Poten6al. Theranos6cs 2016; 6(9):1306-1323. Wen H. ym.: Engineered redox- responsive PEG detachment mechanism in PEGylatednano- graphene oxide for intracellular drug delivery. Small 8: 760-769, 2012 Min Suk Shim ja Young Jik Kwon: S6muli- responsive polymers and nanomaterials for gene delivery and imaging applica6ons. Advanced drug delivery reviews 64:1046-1059, 2012 Visudyne pakkausseloste Hsin- I Chang Ming- Kung Yeh: Clinical development of liposome- based drugs: formula6on, characteriza6on, and therapeu6c efficacy. Int J Nanomedicine 7:49-60, 2012 Liu Mengrui ym.: Internal s6muli- responsive nanocarriers for drug delivery: Design strategies and applica6ons. Material science and engineering C 71:1267-1280, 2017 22.11.2017 Emilia Karhunen/ Helsingin yliopisto 14