vrouw maria, tutkija nano- kuljetin pronssi- linnut - Kemia-lehti

NANOKULJETINvie lääkkeen kohteeseensaProfessori Arto Urtti yhteistyökumppaneineen kehittää keinoja,joiden avulla elimistössä kulkeva lääkeaine löytää varmasti perille.Sisko LoikkanenSuun kautta nautitun lääkkeen tehoainematkaa yleensä vaikutuspaikkaansa ongelmitta.Tilanne muuttuu kuitenkin mutkikkaaksi,jos aineen on tarkoitus päästäsilmän verkkokalvolle tai aivoihin.”Lääkeaineet eivät etene verenkierrostaverkkokalvolle helposti. Silmätipatkinvaikuttavat vain silmän etuosassa muttaeivät takaosan verkkokalvolla”, kertooHelsingin yliopiston Lääketutkimuskeskuksenjohtaja, biofarmasian professoriArto Urtti.Aivoissa lääkeaineen eteneminen saattaatyssätä verisuonten seinämistä rakentuvaanveri-aivoesteeseen, joka suojaaaivokudoksia.”Aivoissa verisuonten seinämä on tiivis,eikä isokokoinen lääkeainemolekyyliläpäise sitä. Tämä vaikeuttaa neurologistenja psykiatristen lääkkeiden kehittelyä.”Vastaan voi tulla myös tyly ovimies.”Jos lääkeaine onnistuukin pääsemäänsuonten seinämien soluihin, siellä vastassaovat erityiset proteiinit, jotka työntävätaineen takaisin verenkiertoon. Vähänkuin portsari heittäisi hankalan asiakkaanulos ravintolasta.”Esimerkiksi aivojen rappeumatautienhoitoon on jo olemassa proteiinilääkkeitä,jotka saattaisivat tehota itse sairauteen.Pulmana on, että ne eivät läpäisematkalla olevia esteitä.KuljettimienkyytiläisinäRatkaisu ongelmaan saattaa löytyä nanokuljettimista,joiden kyydissä lääkeaineentaival hoituisi.”Nanokuljettimet pyritään kehittämäänsellaisiksi, että ne läpäisevät veri-aivoesteen.Vaihtoehtoina ovat konjugaatit, joihinlääkeaine sidotaan, ja aihiolääkkeet,joita aivojen portsari ei tunnista”, Urttikertoo.Nanokuljettimet voisivat kenties tarjo-ta avun myös aivan uudenlaisten aineiden,proteiinilääkkeiden lisäksi geenilääkkeidenkäyttöön. Isokokoisina molekyyleinäaineet eivät läpäise solukalvoa,vaikka niiden on tarkoitus vaikuttaa nimenomaansolun sisällä. Kuljettimienavulla nekin ehkä saadaan puikahtamaankohteeseensa.”Ajatuksena on, että solu ”syö” nanokuljettimen,joka sitten etenee tumaan javapauttaa siellä sisältämänsä dna:n. Kundna luetaan tumassa, lopputuloksenasyntyy haluttua proteiinia.”Myös dna- ja rna-perustaiset geeninhiljentäjälääkkeethyötyisivät nanokuljettimesta,koska niidenkin täytyy päästäperille solulimaan.Syövänhoidossa nanokuljettimienavulla voidaan ehkä lieventää haittavaikutuksia,joita suuret lääkeainemäärätaiheuttavat. Nanosäiliön sisällä lääkekulkisi suojattuna suoraan kasvaimeeneikä siitä koituisi haittaa muulle elimistölle.Jo varsin yleisesti käytettävät proteiinilääkkeetovat täsmälääkkeitä, jotkaovat mullistaneet muun muassa reumanja syövän hoidon. Ne kuitenkin annetaanlähes aina injektiona suoraan suoneen taiinfuusiona sairaalassa, mikä on sekä terveydenhuollonettä potilaan kannalta ongelmallista.Kasvutekijälääkkeet eivät pääse veriaivoesteenläpi, joten ne pakataan implantteihin,jotka viedään aivoihin leikkauksessa.Vaihtoehtona toimenpiteelleon geeniterapia, jonka avulla aivot yritetäänsaada tuottamaan tarvittavaa proteiiniaitse.Ensimmäinen geenilääke hyväksyttiinkäyttöön Euroopassa viime kesänä.”Se on tarkoitettu lipidiaineenvaihdunnanhäiriön hoitoon. Geeni viedäänkohteeseensa viruskuljettimella.”Myös verkkokalvon tulehdusten hoitoonon saatu geeninhiljentäjälääke, jokainjektoidaan suoraan silmään.KultahiukkasialiposomiinNanosäiliöistä tutkituimpia ovat liposomiteli rasvarakkulat, halkaisijaltaannoin sadan nanometrin kokoiset pallukat,joiden sisään lääkeaine kätketään.Liposomeissa on solukalvoa jäljittelevälipidikaksoiskalvo, johon lääke myösvoidaan kytkeä.Liposomi voi vapauttaa lääkeaineensolun ulkopuolella esimerkiksi syöpäkudoksessa.”Toinen vaihtoehto on, että se vapauttaaaineen solun sisällä, kun solurakkuloidenhappamuus avaa liposomin kuoren.Solussa oleva entsyymi voi kuitenkinnopeuttaa aineen hajoamista.”Urtin johtaman tutkijaryhmän tavoitteenaon kehittää liposomi, josta lääkeainevapautuu hallitusti. Ratkaisuksi onkeksitty liposomiin lisättävät kullan taimuun metallin nanokokoiset hiukkaset.”Kun liposomiin suunnataan valonsäde,metallihiukkaset ottavat vastaanvaloenergian ja luovuttavat sen lämpönäliposomin rasvakuoreen, joka sulaa japäästää lääkeaineen sisältään”, kuvaileeUrtti, jonka mukaan tarkoitukseen voitaisiinehkä käyttää myös lasersäteitä.Liposomin lopullista kohtaloa on hankalaselvittää. Myös kultahiukkasia sisältävienliposomien turvallisuus elimistölletunnetaan vielä huonosti.”Sen verran tiedetään, että jos hiukkanenon kooltaan alle viisi nanometriä, sekulkeutuu verenkiertoon ja munuaistensuodattimien läpi virtsaan, jonka mukanase poistuu.””Viittä nanometriä suuremmat hiukkaseteivät kuitenkaan pääse munuaistensuodattimien läpi vaan joutuvat maksaan,joka pyrkii ne sitten poistamaan.”Se, rikkovatko kultahiukkaset soluelimiätai aiheuttavat solussa toksisia reaktioita,riippuu hiukkasen pinnan rakenteesta.42 KEMIA 7/2012