Poröst kisel transporterar läkemedelsmolekyler

555
Än så länge har Hélder Santos och hans forskningsgrupp bara testat att använda nanomaterial för transport av läkemedel i djurförsök. Bild: Annika Rauhala

Av Irma Heiskanen-Haarala

• I framtiden kommer läkemedel att transporteras till målorganet med nanoteknik.

På Campus Vik finns Helsingfors universitets enhet för farmaceutisk teknik och kemiska mikrostrukturer (NAMI). Den leds av docenten Hélder Santos. Dessutom basar han över en internationell forskningsgrupp med drygt tjugo forskare, Santos´ Lab.

– Att ta fram nanomaterial och biokemiska applikationer är ett multidisciplinärt arbete. I vår forskargrupp har vi ingenjörer, farmaciexperter, kemister och fysiker, säger Santos. Själv representerar han ingenjörsvetenskapen.

Gruppen tar fram läkemedelstransportörer i nanostorlek. De kan transportera läkemedlet till exakt rätt ställe i människokroppen och frisätta substansen vid exakt rätt tidpunkt. Transportören liknar en minisockerbit som har absorberat läkemedelssubstansen. När den har gjort vad den ska göra smälter den som en sockerbit i varm vätska.

Transportören tillverkas av poröst kisel (porous silicon). Det är ett ofarligt och giftfritt ämne. Poröst kisel är biologiskt kompatibelt, och det bryts därför inte ner till farliga föreningar och orsakar inga komplikationer i kroppen.

Kan insulin hoppa på?

För insulinberoende diabetiker vore det en lättnad om de kunde svälja insulindosen i stället för att sticka sig i huden.

– Oralt insulin är en het fråga och ett stort mål som forskarna i många forskningsgrupper världen över arbetar med, säger Hélder Santos.

Frågan är hur insulinet ska transporteras från magsäcken till tarmarna utan att brytas ner. Det förstörs nämligen av surheten och enzymerna i magsäcken.

– Därför måste transportören vara motståndskraftig mot syror i magen och fungera så att nanopartikeln frisätter insulin först i tarmen. Där är miljön mer basisk än i magsäcken. Poröst kisel lämpar sig verkligen exakt för det här eftersom det klarar av sura miljöer, men bryts ner i basisk miljö.

En viktig uppgift för forskningsgruppen är alltså att bearbeta transportmaterialet så att det kan skydda läkemedlet tills det kommer fram till målorganet. Läkemedlet kan användas i mindre doser när det transporteras exakt till det ställe där det ska utöva sin effekt. Samtidigt underviker patienten många biverkningar, som ofta beror på att läkemedlet utövar sig effekt på många andra ställen i kroppen än bara i målorganet.

Nanotekniken öppnar möjligheter att ta fram nya effektivare läkemedel.

Större precision vid avbildning

Vid medicinsk avbildning blir bilderna mer exakta och patienterna besparas biverkningar när spårämnet kan transporteras till rätt ställe i kroppen.

En nanotransportör skulle underlätta i synnerhet undersökning och behandling av cancertumörer. Hélder Santos har vetenskapliga kontakter med bland annat Portugal inom tillämpning av nanoteknik på immunoterapi och behandling av cancer och hjärt- och kärlsjukdomar. Han härstammar från Portugal och flyttade till Finland för fjorton år sedan.

Forskaren Francisca Araújo från Portugal ingår forskningsgruppen i Vik och hon blir snart klar med sin doktorsavhandling. Hon undersöker möjligheterna att använda nanoteknik för att transportera peptiden GLP1 vid prevention och behandling av typ 2-diabetes.

I fjol skrev Neha Shrestha från Nepal, också hon en av forskarna, en doktorsavhandling om användning av poröst kisel vid oral dosering av proteiner och peptider, bland annat insulin, GLP-1 och DPP4-hämmare, som verkar via tarmhormoner. Proteinerna och peptiderna spelar en stor roll i behandlingen av diabetes.

Än så länge har Santosgruppen bara testat resultaten av att använda nanomaterial för transport av läkemedel i djurförsök. Kliniska prövningar på patienter är inte att räkna med i brådrasket.

– Vi får kanske vänta långt över tio år innan transportörerna är i etablerad användning, tror Hélder Santos.

Stödjare och samarbetspartner

Finländska finansiärer av forskningsgruppen är dels Helsingfors universitet och farmaceutiska fakulteten, dels Finlands Akademi, Finska kulturfonden, Innovationsfinansieringsverket Tekes, Helsingfors universitets och Aalto-universitetets gemensamma forskningsorganisation Biocentrum Helsinki, Utbildningsstyrelsen, Sigrid Juselius stiftelse och Jane ja Aatos Erkon säätiö.

Forskningsgruppen samarbetar med bland annat Harvarduniversitetet, Åbo universitet och universitetet i Porto.

 


Minitransportör för läkemedel

Nano är en måttenhet och betyder en miljarddel av till exempel en meter. Ordet härstammar från det grekiska ordet för dvärg. Oftast förknippas ord på nano- med teknik och då talar man om så små strukturer att ett människoöga bara kan se dem på bilder tagna med elektronmikroskop.

Hélder Santos och hans forskningsgrupp vid Helsingfors universitet utvecklar alltså transportörer i nanostorlek av poröst kisel. De ska transportera läkemedel till exakt rätt ställe i kroppen och brytas ner när de har gjort det. Partiklarna är ungefär lika stora som virus, det vill säga ungefär en tusendel av tjockleken på ett hårstrå.

För närvarande är fysikern Antti Rahikkala den enda finländska postdoktorala forskaren i gruppen. I sin doktorsavhandling har han undersökt hur vissa polymerbaserade nanopartiklar lämpar sig för reglerad frisättning av läkemedel.