Нанотехнология, Nanomedicine и Рациональная Конструкция Средств Доставки Нов-Времени

Профессором Kostas Kostarelos

Профессор Kostas Kostarelos, Стул Nanomedicine; Головка, Центр для Исследования Поставки Снадобья, Школа Фармации, Лондонского Университета
Соответствуя автор: kostas.kostarelos@pharmacy.ac.uk

Наша команда на Лаборатории Nanomedicine внутри Центр для Исследования Поставки Снадобья хочет произвести и рассеять основное знание в вытекая поле nanomedicine путем приносить совместно биомедицинское инженерство, лекарствоведение и нанотехнологию и их перевод к предварительным, клиническ-уместным терапевтике и диагностикам.

Наша цель развитие терапевтики романа, жизнеспособных и эффективных основанной на преобразовании инструментов нанотехнологии и материалов и их пользы как или «снадобье» или «средство доставки». Такие компоненты включают ДНА, РИБОНУКЛЕИНОВУЮ КИСЛОТУ, вирусы, стволовые клетки, радионуклиды, липосомы, nanomaterials углерода и другие nanomaterials (сумма ставит точки, fullerenes, nanohorns углерода).

Усилия исследования осуществляя внутри Лаборатория Nanomedicine наводят зазор между основными nanomaterials проектируя и фармацевтическим развитием направленным к осуществление предварительных модальностей терапевтических и воображения. Наш полет pioneer самый современный и вытекая дисциплина nanomedicine. Некоторые примеры какие системы мы начинали сегодня:

Dendrimeric Nanocontainers которое преграждает Ангиогенез в Карциноме

Лаборатория Nanomedicine недавно продемонстрированная для the first time dendrimers того (PLL) поли-L-лизина может показывать анти--angiogenic деятельность и преграждать образование заново сформированных кровеносных сосудов в превращаясь туморах. Это водило к задержке роста тумора агрессивныйой murine модели меланомы и значительно уменьшенного тома тумора1. Dendrimers трехмерный маштаб нанометра гипер-разветвило полимеры которые были описаны Дон Tomalia в средних 1980's. Dendrimers главным образом было использовано как nanocontainers для малых снадобиь, терапевтических макромолекул и воображения MRI агенты.

Vasculature структуры и тумора PLL-dendrimer обработал с управлением (вышл) и PLL-dendrimer (правым)1.

Несколько dendrimers были изучены pre-clinically для того чтобы показать анти--angiogenic деятельность, но эта своиственная работа не была показана ранее внутри - vivo или после внутрирастительной администрации. В этом изучении, терапевтическая работа была достигана после того как внутривенная впрыска dendrimer без потребности включить снадобья или другие терапевтические агенты. Только 2 внутривенных впрыски dendrimer PLL были достаточны для того чтобы задержать рост в развитии тумора без внутрирастительной токсичности наблюдаемой в печенке, хандре и почках. иллюстрирует что nanocontainers нового поколения могут предложить своиственные биологические деятельности когда необходимо и на правом расположении, как в агрессивныйые туморы которые требуют высокого vascularisation для роста.

Nanotubes как Nanoneedles для Клеток

Химически были открыны, что смогли доработанные nanotubes углерода с различными функциональными группами внедрить в разнообразие типах клетки, включая людские клетки. Nanotubes Углерода показывали потенциал по мере того как средства доставки и это нов-времени химическое functionalisation которое критическое в этом преобразовании по мере того как оно позволяет им стать водорастворимым, и поэтому способно быть использованным в биологических жидкостях. Химически functionalised nanotubes могли легко пересечь барьеры клетки в mammalian, бактериальных и грибковых клетках без причинять смерть клетки, и могли даже вписать клетки под условия которые обычно мешали бы этот процесс2. Nanotubes способное действовать как клетк-прозорливые материалы будет иметь большущие преимущества. Потенциал functionalised nanotubes углерода подействовать как nanoneedles которые прокалывают мембраны плазмы и перемещают сразу в цитоплазму без причинять повреждение или смерть клетки значительно для разнообразие применений биомедицинских и биотехнологии.

Пока фактический механизм которым functionalised nanotubes приняты вверх клетками все еще мутноват, предположение которым команда работает с что они просто прокалывает клетку и двигает внутри. Некоторые типы functionalisation пробудили большое понимание, но это было ни под каким видом предпосылка. Все functionalised nanotubes были приняты до значительно размера. Лаборатория Nanomedicine, в сотрудничестве с лабораториями Dr.A.Bianco на CNRS в Страсбурге, Франция и Prof.M.Prato в Триесте, Италии, экспериментировала с попытками внутриклеточно поставить малые молекулы, нуклеиновые кислоты и агенты воображения. Если рабочая гипотеза научно-исследовательской группы относительно понимания functionalised nanotubes углерода доказывает правильное, то метод смог предложить значительно преимущества над настоящими технологиями поставки снадобья. Традиционные методы поставки (используя липосомы например) обычно эксплуатируют endocytosis, но останавливают перед достижением цитоплазмы выходя другие барьеры для снадобья к драке до конца. мембранами и рубрикой плазмы прошивкой прямо к цитоплазме, functionalised nanotube углерода сталкивается men6we биологических барьеров и поставляется снадобье более сразу.

Габариты Nanoengineering Искусственние Вирусные

Терапия Джина включает поставку функционального гена вектором в клетки цели, приводящ к в пожеланное терапевтическое влияние. Аденовирус (Ad) показывал большой посыл в терапии гена, тем ме менее клиническо и внутри - изучения vivo сообщали строгие иммуногенные реакции и подавляющее выражение накопления и гена в печенке приводящ к в значительно hepatotoxicity. Мы пытаем отжать эти ограничения путем проектировать искусственние габариты вокруг non-охваченных вирусов путем позволять собственн-агрегату разнообразие молекул липида (zwitterionic, анионно, катионоактивно, отзывчиво) вокруг вирусных capsids3,4.

Подуманы, что предлагают Такие тренировки в инженерстве nanoscale вирусных векторов терапией гена значительно улучшения в их профиле безопасности путем позволять также re-пристрелть и ткан-специфический переход гена. Векторы Нового поколения для генетических терапий и вакцин в настоящее время под развитием.

Гибриды Многоточия Липосом-Кванта для Комбинаторных Терапевтических & Диагностических Применений

Многоточия Кванта (QD) исследуются в биомедицине как дневные зонды внутриклеточных отсеков и для клетки обозначая и отслеживая внутри - vivo.

Наша Лаборатория Nanomedicine начала 2 романных типа систем vesicle многоточия липид-суммы гибридных для того чтобы достигнуть улучшенного biocompatibility и возможности начать nanoparticles для комбинаторного воображения (компонента многоточия суммы) и терапевтических (возможностей компонента vesicle). Первая гибридная система липосом-QD была проектирована путем позволять малый (чем 5nm в диаметре), гидродобные сердечник CdSe/ZnS/QD раковины, котор нужно врезать в пределах bilayers липида vesicle (L-QD)5. Второй тип состоит из большого (20-40nm в диаметре), гидрофильный, поверхностный functionalized QD помещенный на участок внутренней липосомы водяной (f-QD-L)6. Оба типа гибридов многоточия липид-суммы были показаны к успешно обозначают клетки тумора в vitro и внутри - vivo. Мы верим что гибриды липосом-nanoparticle этого типа используя разнообразие nanoparticles (золото, серебр, утюг, гадолиний) могут обеспечить широкий диапазон средств доставки липосом-основанных нов-временем для терапевтических или диагностических целей.


Справки

1. Al-Jamal KT, ВЕС Al-Jamal, Akerman S, Podesta JE, Yilmazer A, Turton JA, Bianco A, Vargesson N, Kanthou C, Флоренс НА, GM Tozer, K. Kostarelos, Внутрирастительная antiangiogenic деятельность катионоактивного dendrimer поли-L-лизина задерживает рост тумора. Proc Национальное Acad Sci США. 2010, 107(9): 3966-71.
2. Kostarelos K, Lacerda L, Pastorin G, Wu W, Wieckowski S, Luangsivilay J, Godefroy S, Pantarotto D, Briand JP, Мюллер S, Prato M, A. Bianco, Клетчатое понимание functionalized nanotubes углерода независимый функциональной группы и типа клетки. Нанотехнология 2007 Природы, 2(2): 108-13.
3. Singh R, Al-Jamal KT, Lacerda L, K. Kostarelos, габариты липида Nanoengineering искусственние вокруг аденовируса собственн-агрегатом. ACS Nano 2008, 2(5): 1040-50.
4. Singh R, Tian B, K. Kostarelos, Искусственний envelopment nonenveloped вирусов: увеличивать тумор аденовируса пристреливая внутри - vivo. J. 2008 FASEB, 22(9): 3389-402
5. ВЕС al-Jamal, Al-Jamal KT, Tian B, Lacerda L, ПЭ-АШ Bomans, Frederik PM, K. Kostarelos, vesicles bilayer многоточия Липид-Суммы увеличивает понимание и удерживание клетки тумора в vitro и внутри - vivo. ACS Nano, 2008, 2(3): 408-18
6. ВЕС al-Jamal, Al-Jamal KT, ПЭ-АШ Bomans, Frederik PM, K. Kostarelos, гибриды Functionalized-сумм-многоточи-Липосомы как multimodal nanoparticles для рака. Малое 2008, 4(9): 1406-15.

Авторское Право AZoNano.com, Профессор Kostas Kostarelos (Лондонский Университет)

Date Added: May 25, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 01:52

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit