Рак является ведущей причиной смерти во многих странах мира. Однако эффективность современных стандартных методов лечения различных видов рака является неоптимальной и несущественной:
- Во-первых, большинство методов лечения рака не имеют специфичности, что означает, что эти методы лечения влияют как на раковые клетки, так и на нормальные клетки.
- Во-вторых, многие противоопухолевые препараты обладают высокой токсичностью и, таким образом, ограничивают их применение в лечении.
- В-третьих, ряд цитотоксических химиотерапевтических средств обладают высокой гидрофобностью, что ограничивает их полезность в онкологической терапии.
- Наконец, многие химиотерапевтические вещества демонстрируют короткие периоды полураспада, что снижает их эффективность.
Наночастицы-липосомы
Однако применение нанотехнологий привело к разработке эффективных наноразмерных систем доставки лекарственных средств, известных обычно как наночастицы-липосомы. Среди этих систем доставки было показано, что наночастицы на основе липидов, в частности липосомы, достаточно эффективны при проявлении способности:
- повышать селективность химиотерапевтических агентов рака;
- понижать цитотоксичность портивораковых лекарств к нормальным тканям, и таким образом, уменьшить их токсические побочные эффекты;
- увеличить растворимость гидрофобных лекарств;
Применение нанотехнологий в онкологии, также известной как нанотехнологии рака, является новой областью исследований, включающих родство и «сотрудничество» между различными дисциплинами, включая биологию, химию, машиностроение и медицину. Эта область изучения получила сильную поддержку ученых, на протяжении многих лет, из-за своего потенциала в качестве решения проблем в лечении и улучшения терапии рака.
История
Вторая половина прошлого века характеризовалась огромным прогрессом в фармацевтической промышленности, при этом большое внимание уделялось развитию биофармацевтики и усилению фармакокинетики различных лекарственных препаратов. В результате, впервые, была внедрена идея системы контролируемой и адресной доставки лекарственных средств. Благодаря тому, что нанотехнологии все больше вовлекаются в медицинскую сферу, такая система доставки стала возможной в виде субмикронных частиц, называемых наночастицами (также известных как наноносители или наносферы). Как правило, наночастицы находятся в диапазоне размеров от 100 до 1000 Нм, часто состоят из различных матричных материалов и имеют различные поверхностные характеристики, а также механические и физико-химические свойства. Применение наночастиц в лекарственной терапии все больше изучается при различных заболеваниях. Однако многие исследования были сосредоточены на использовании наночастиц в области онкологии. Это связано с тем, что наночастицы могут быть сконструированы таким образом, чтобы быть высоко селективными для опухолей и обеспечивать медленное высвобождение активных противоопухолевых веществ, которые снижают системную токсичность и улучшают распределение и время циркуляции этих веществ в организме.
Природные материалы для создания наночастиц
Среди доступных коллоидных систем доставки лекарственных средств наиболее перспективными являются наночастицы, полученные из природных полимеров, таких как фосфолипиды, полисахариды, белки и пептиды. Было доказано, что такие системы являются более эффективными, чем синтетические полимеры, с точки зрения лучшей способности к лекарственной нагрузке, биосовместимости и обеспечивают меньшую опсонизацию ретикулоэндотелиальной системой (РЭС). Кроме того, было доказано, что природные полимеры более выгодны, чем синтетические полимеры, поскольку они легко усваиваются человеческим организмом, а также производят менее токсичные конечные продукты после разложения. Таким образом, наночастицы, полученные из природных полимеров, могут представлять собой наиболее подходящие коллоидные системы доставки лекарственных средств для использования человеком, поскольку они относительно безопасны и могут быть получены эффективным путем.
Катионные липосомы (или положительно-заряженные липосомы) обычно используются для доставки генов, основываясь на электростатике между положительно заряженными липидами и отрицательно заряженными нуклеиновыми кислотами. Они так же состоят из природных нейтральных фосфолипидов и положительно заряженных липидов. Обычно используемые нейтральные фосфолипиды включают диолеойлфосфатидилэтаноламин или диолеойлфосфатидилхолин и в большинстве случаев необходимы для стабилизации комплекса липосома/ДНК, которые ученые пытаются применять не просто в лечении рака, а в изменении ДНК раковых клеток.