İlaç Taşıyıcı Sistemlerinde Nanoteknoloji

Nanoteknolojinin tıpta, özellikle de ilaçların uygulanmasında kullanımının hızla artması beklenmektedir. Özellikle ilaçların toksisitesini ve yan etkilerini azaltmak için nanopartiküller kullanılmaktadır. İlaç dağıtımında sürdürülebilir nanomalzemelerin gelecekteki gelişimi ve uygulanması için, nanopartiküllere biyolojik tepkilerin kavramsal olarak anlaşılması gerekmektedir.5

Terapötik bir ilacın vücutta istenilen bölgeye gönderilmesi, birçok hastalığın tedavisinde büyük bir zorluktur.1 Ayrıca farmasötik formülasyonlardaki birçok ilerlemeye rağmen “kontrollü ve sürekli ilaç salınımı” da başka bir limitasyondur.2 Bu zorlukları ortadan kaldırmak amacıyla, ilacın yan etkilerini en az düzeye indirerek yüksek terapötik etkililik elde etmeyi hedefleyen yeni ilaç taşıyıcı sistemleri sistemlerine yönelik araştırmalar halihazırda rekabetçi bir ortamda sürmektedir.2

Nanoteknoloji, istenilen özelliklere sahip malzemeler üretmek için tek tek atomların, moleküllerin veya bileşiklerin yapılara dönüştürülmesiyle ilgilenen bilim alanıdır. Boyutları nanometre ölçeğinde (1-100 nm) olan son derece küçük yapılardır. Nanoteknolojideki ilerleme ve bunun ilaç sistemlerine uygulanması yirminci yüzyılda ses getirmiştir.1 Nanoteknolojinin kullanıldığı yeni ilaç taşıyıcı sistemleri nanoküreler, lipozomlar ve nanopartiküller olarak sayılabilir. 1,3,4



Nanoküreler (İng. Nanosphere) biyolojik olarak parçalanabilen veya parçalanmayan polimerlerden oluşmaktadır. İlaçların nanoküreler aracılığıyla verilmesi, yutulabilmeleri veya enjekte edilebilmeleri sayesinde oldukça avantajlıdır. Nanoküreler, partikül boyutunu kontrol ederek ilaçların organ hedefli salınımı için bölgeye özel ilaç dağıtımı için kullanılabilmektedir.1

Lipozomlar, hedeflenen ilaç dağıtımı için en yaygın ve iyi araştırılmış nano taşıyıcılardır. Lipozomal sistemlerin hem lipofilik hem de hidrofilik bileşikleri hapsetme konusundaki benzersiz yeteneği, çok çeşitli ilaçların bu veziküller tarafından kapsüllenmesini sağlar. Hidrofobik moleküller çift katmanlı membrana yerleştirilir ve hidrofilik moleküller sulu merkezde tutulabilir. Lipozomlar içindeki kapsülleme, bileşikleri dolaşımda erken inaktivasyon, bozulma ve seyreltmeden korur. Lipozomlar, doğal maddelerden oluşma eğiliminde olduklarından, genellikle minimum toksisite ile farmakolojik olarak inaktif olarak kabul edilirler.3

Nanopartiküller şeklindeki viral olmayan vektörler son zamanlarda büyük ilgi görmektedir. CRISPR/Cas9 plazmidini iletmek için daha önce var olan gen transfeksiyon yaklaşımları kullanılmakla beraber, daha özelleştirilmiş, verimli ve yenilikçi dağıtım platformlarına da ihtiyaç gözlenmektedir.4 CRISPR/Cas9 dağıtımına yönelik viral-dışı nano dağıtım sistemleri yaklaşımları, etkin ve hedefe yönelik in vitro ve in vivo gen düzenlemesi için değerli ve esnek platformlar olduğu kanıtlanmıştır. Viral vektörlerle karşılaştırıldığında, immünojenisite görülmemesi avantajı ve özelleştirilmiş tasarım imkanına sahiptir.4

Limitasyonlara rağmen nanopartiküller, ilaç dağıtımı için çok fazla potansiyele sahiptir. Daha iyi ve daha öngörülü klinik öncesi hayvan modellerinin geliştirilmesi, biyoloji alanındaki halihazırdaki çalışmalarla birleştiğinde, nanopartikül bazlı ilaç hedeflemenin geliştirilmesine yardımcı olmaktadır. Sonuç olarak, akademi, tıp ve ilaç endüstrisindeki teorik ve deneysel bilim insanlarının işbirliği ile, laboratuvardan elde edilen bulguları hastalıkları hedeflemenin daha iyi yollarına dönüştürmeye yardımcı olacaktır.5

Referanslar

  1. Ibrahim N., et al. An overview on nanosphere drug delivery. EJPMR, 2018, 5(4), 192-198.
  2. Bale S, Khurana A, Reddy AS, Singh M, Godugu C. Overview on Therapeutic Applications of Microparticulate Drug Delivery Systems. Crit Rev Ther Drug Carrier Syst. 2016;33(4):309-361. doi: 10.1615/CritRevTherDrugCarrierSyst.2016015798.
  3. Sercombe, Lisa et al. Advances and Challenges of Liposome Assisted Drug Delivery. Frontiers in Pharmacology, 2015, 6(), –. doi:10.3389/fphar.2015.00286
  4. Carboni, Valentina et al. Synthetic Vehicles for Encapsulation and Delivery of CRISPR/Cas9 Gene Editing Machinery. Advanced Therapeutics, 2019, (), 1800085–. doi:10.1002/adtp.201800085
  5. Haider S. Nanoparticles: the Future of Drug Delivery. JYI. 2020 Jan Vol 38 Issue 1

MAT-TR-2400938