Σύνθεση, χαρακτηρισμός και βιολογική αξιολόγηση νανοδομών επισημασμένων με ραδιοϊσότοπα εκπομπής γ-φωτονίων και ποζιτρονίων

Abstract

Over the past decade, advances in the design of controlled drug delivery systems have led to a tremendous growth in the treatment of many diseases. In this study a kind of core-shell composite nano-carrier with an inner cavity was formed by emulsion polymerization from a variety of monomers with specific sensitivities. The small size of this structure allows to nanocarriers to cross various biological barriers and achieve passive targeting through the enhanced permeability and retention effect (Enhanced Permeability and Retention Effect, EPR effect), which facilitates the release of drugs particularly into the desired tissues without causing adverse treatment reactions, such as the treatment of cancer. The synthetic process consists of two steps. In the first step a non-toxic spherical nucleus is synthesized and in the second step the shell is formed from a combination of monomers. Each monomer has a unique sensitivity such as pH, temperature and sensitivity to the redox environment. Taking advantage of this behavior and removing the core, NCs have been set up to respond to an external stimulus that triggers drug release in a controlled manner. The main advantage of this work in terms of the synthetic process, is the inside of the spheres formed during the formation of the shell, allowing the small molecules of biological interest (inhibitors) to be hosted and at the same time released into the tumor area. In conclusion, this paper presents the synthesis and characterization of hollow nanostructures (NCs), with different sensitivities, as potential drug delivery systems for the treatment of cancer traced with radioactive isotopes such as 68Ga and 99Tc.

Tην τελευταία δεκαετία, η πρόοδος στον σχεδιασμό ελεγχόμενων συστημάτων μεταφοράς φαρμάκων οδήγησε σε τεράστια ανάπτυξη στη θεραπεία πολλών ασθενειών. Στη μελέτη αυτή ένα είδος σύνθετου νανο-φορέα πυρήνα-κελύφους με μια εσωτερική κοιλότητα σχηματίστηκε με πολυμερισμό γαλακτώματος από μια ποικιλία μονομερών με ειδικές ευαισθησίες. Το μικρό μέγεθος αυτής της δομής επιτρέπει στους νανοφορείς να διαπεράσουν διάφορους βιολογικούς φραγμούς και να επιτύχουν παθητική στόχευση μέσω της επίδρασης ενισχυμένης διαπερατότητας και κατακράτησης (Enhanced Permeability and Retention Effect, EPR effect), η οποία διευκολύνει την απελευθέρωση φαρμάκων ιδιαίτερα στους επιθυμητούς ιστούς χωρίς να προκαλούνται δυσμενείς αντιδράσεις στη θεραπεία των ασθενειών όπως για παράδειγμα στη θεραπεία του καρκίνου. Η συνθετική πορεία αποτελείται από δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο συντίθεται ένας μη τοξικός σφαιρικός πυρήνας και στο δεύτερο στάδιο το κέλυφος σχηματίζεται από ένα συνδυασμό μονομερών. Κάθε μονομερές παρουσιάζει μία μοναδική ευαισθησία όπως pΗ, θερμοκρασιακή και ευαισθησία στο οξειδοαναγωγικό περιβάλλον. Αξιοποιώντας αυτή τη συμπεριφορά και απομακρύνοντας τον πυρήνα, συντέθηκαν νανοδοχεία (NCs) ικανά να ανταποκριθούν σε εξωτερικό ερέθισμα που προκαλεί απελευθέρωση φαρμάκου με ελεγχόμενο τρόπο. Το κύριο πλεονέκτημα αυτής της εργασίας, όσον αφορά τη συνθετική διαδικασία, είναι το εσωτερικό των σφαιρών που διαμορφώθηκε κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του κελύφους, επιτρέποντας στα μικρά μόρια, βιολογικού ενδιαφέροντος (αναστολείς), να φιλοξενηθούν και παράλληλα να αποδεσμευτούν στην περιοχή του όγκου. Συμπερασματικά, στην εργασία αυτή, παρουσιάζεται η σύνθεση, ο χαρακτηρισμός αλλά και η βιολογική αξιολόγηση κοίλων νανοδοχείων (ΝCs), με διαφορετικές ευαισθησίες, ως εν δυνάμει συστημάτων μεταφοράς φαρμάκων για τη θεραπεία του καρκίνου ιχνηθετημένα με ραδιενεργά ισότοπα, όπως για παράδειγμα 68Ga και 99mTc.