Hørelidelser kan behandles med multifunktionel nanoliposomterapi

Liposomer bruges i moderne medicin til at bære og anvende lægemidler og gener i forskellige vævsområder i kroppen. De er små bobleformede lipidmolekyler, og en attraktiv kandidat til levering, fordi de er sammensat af det samme materiale som cellemembraner. Flere former for kræft, for eksempel, behandles med liposombehandling.

Liposomer i nanostørrelse ville bemærkelsesværdigt forbedre præcisionen og effektiviteten af ​​lægemiddel- og genlevering. Nogle få sådanne teknologier findes allerede på markedet og i klinisk brug, men cellespecifik levering er stadig en egenskab, der skal udforskes i nanomedicin.

Sanjeev Ranjan har undersøgt brugen af ​​liposomnanopartikler til behandling af lidelser i det indre øre. Hans doktorafhandling for Aalto University Department of Biomedical Engineering and Computational Science undersøger fremstilling af nanoliposomer, deres anvendelse i lægemiddel- og genlevering, og også i billeddannelsesteknikker. Med yderligere forskning forventer Ranjan, at alle disse egenskaber bliver kombineret til en enkelt multifunktionel nanopartikel.

"Liposomer er i øjeblikket de mest avancerede nanopartikler til at levere lægemidler og gener in vivo. Deres hovedproblem er, at de ikke kan målrettes nøjagtigt til ønskede celler med høj effektivitet, " påpeger Ranjan.

Ranjans forskning har været en del af det EU-finansierede projekt NanoEar, der spænder over 24 universiteter. WHO anslog i 2004, at mindst 275 millioner mennesker lider af høretab eller døvhed rundt om i verden. NanoEar sigter mod at levere multifunktionelle nanopartikler til klinisk terapi.

Lægemidler og gener påført med celle-til-celle præcision af nanoliposomer

Med nanoteknologi bliver meget præcis målretning af liposomterapi mulig. Ranjan og hans kolleger er kommet med en ny ultralydsteknik til fremstilling af liposomnanopartikler, som kan afleveres i det indre øre og inde i sneglen.

"Teknikken er meget hurtig, ikke-invasiv, der er intet tab af materialer, og det kan bruges i stor skala - disse er alle fordele sammenlignet med nanoliposomer fremstillet med andre aktuelt tilgængelige ultralydsmetoder, ", forklarer Ranjan.

I genterapi, fremmede gener introduceres til kroppen for at løse funktionsnedsættelser. I det indre øre, inde i cochlea, der er neuroner kaldet hårceller, skader, som medfører høretab.

Ranjan og hans kolleger har studeret den målrettede levering af liposomer indkapslet med Math1-gener, som hjælper hårceller med at overleve. De har designet peptider med computermodellering og fag-display og konjugeret dem til liposom-nanopartiklerne, der skal leveres ind i cochlea.

"Nanopartiklerne introduceres til specifikke receptorer i bestemte celler, og det indkapslede nye gen vil begynde at udtrykkes i cellerne.

"Det nuværende kliniske supplement til denne form for behandling er et meget dyrt cochleaimplantat. Vores forskning kan gøre behandlingen af ​​cochlea -skader meget mere overkommelig og tilgængelig."

For effektivt at kontrollere partiklernes funktion, visualiseringsteknikker er nødvendige. Ranjan har undersøgt anvendeligheden af ​​magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) på nanoliposomer. Partiklerne kan spores med MR ved at mærke dem med visualiseringsstoffer.

"Det er afgørende for læger at kunne visualisere det indre øre. Der er ingen måde at direkte forestille sig indersiden af ​​sneglen, som er inde i knoglestrukturer i kraniet. Vi udviklede nanopartikler, der kan afbildes med MR i cochlea."

Multifunktionelle nanopartikler for at gøre en pause i nanopædi?

Alle de egenskaber, Ranjan har undersøgt i nanoliposomerne – målrettet lægemiddel- og genlevering og sporbarhed med MRI – kunne kombineres i én multifunktionel nanopartikel.

"De er meget efterspurgte inden for nanomedicin. De partikler, der indeholder MRI-kontrastmidler, som vi har designet, er et skridt i retning af at realisere multifunktionalitet."

Forskningen i fremstilling af multifunktionelle nanopartikler er godt i gang i Ranjans forskergruppe. Ranjan og hans vejleder professor Paavo Kinnunen planlægger en nystartet virksomhed for at kommercialisere deres forskning i et produkt til klinisk brug.

"Vi er allerede meget avancerede inden for teknologien og med vores prototype af produktet, " bekræfter professor Kinnunen.