Biodegradábilis, gyógyszerhordozó nanorészecskék

Hasonló dokumentumok
ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

Nanoszerkezetű gyógyszerhordozó rendszerek. Kiss Éva Eötvös Loránd Tudományegyetem Kémiai Intézet Határfelületi és Nanoszerkezetek Laboratórium

Témavezető: Dr. Kiss Éva, egyetemi tanár. ELTE TTK Kémia Doktori Iskola Iskolavezető: Dr. Inzelt György, egyetemi tanár

Hogyan épül fel a sejtmembrán? Egyszerű modellek felépítése és vizsgálata

Tuberkulózis elleni hatóanyag és hatóanyag-konjugátum nanokapszulázása

Ciklodextrinek alkalmazási lehetőségei kolloid diszperz rendszerekben

Gyógyszerhordozó nanorészecskék előállítása és vizsgálata

A munkabizottság megalakulásától napjainkig, Wolfram Ervin öröksége

GYÓGYSZERHORDOZÓ NANORÉSZECSKÉK

Gyógyszerhordozó nanorészecskék kölcsönhatása lipid monoréteggel

Aerogél alapú gyógyszerszállító rendszerek. Tóth Tünde Anyagtudomány MSc

GYÓGYSZERHORDOZÓ NANORÉSZECSKÉK

TDK Tájékoztató 2016 Területek, témák, lehetőségek

Hatóanyag-peptid konjugátumok szintézise, jellemzése és biológiai aktivitásának vizsgálata glióma kultúrákon

Biomolekuláris nanotechnológia. Vonderviszt Ferenc PE MÜKKI Bio-Nanorendszerek Laboratórium

Pórusos polimer gélek szintézise és vizsgálata és mi a közük a sörgyártáshoz

HIDROFIL HÉJ KIALAKÍTÁSA

Célkitűzés/témák Fehérje-ligandum kölcsönhatások és a kötődés termodinamikai jellemzése

TDK Tájékoztató 2015 Területek, témák, lehetőségek

Folyadékkristályok; biológiai és mesterséges membránok

Hogyan lesznek új gyógyszereink? Bevezetés a gyógyszerkutatásba

Antibakteriális hatóanyagot tartalmazó kapszulák előállítása, jellemzése és textilipari alkalmazása. Nagy Edit Témavezető: Dr.

transzporter fehérjék /ioncsatornák

Szerződéses kutatások/contract research

Dér András MTA SZBK Biofizikai Intézet

Klórbenzol lebontásának vizsgálata termikus rádiófrekvenciás plazmában

Publikációs lista. cikkek-könyvrészletek

Kolloidkémia 5. Előadás Kolloidstabilitás. Szőri Milán: Kolloidkémia

Lipid modell rendszerek előállítása és vizsgálata atomi erő mikroszkópiával

Mycobacterium tuberculosis elleni hatóanyag-jelöltek vizsgálata egyrétegő membrán modell segítségével

BIOFIZIKA I OZMÓZIS Bugyi Beáta (PTE ÁOK Biofizikai Intézet) OZMÓZIS

TDK Tájékoztató 2017 Területek, témák, lehetőségek

Szerkezet és funkció kapcsolata a membránműködésben. Folyadékkristályok típusai (1) Dr. Voszka István

Leukotriénekre ható molekulák. Eggenhofer Judit OGYÉI-OGYI

Víz. Az élő anyag szerkezeti egységei. A vízmolekula szerkezete. Olyan mindennapi, hogy fel sem tűnik, milyen különleges

BIOAKTÍV MOLEKULÁK ÉS NANORÉSZECSKÉK HATÁRFELÜLETI VISELKEDÉSE

VILÁGÍTÓ GYÓGYHATÁSÚ ALKALOIDOK

Kémiai technológia laboratóriumi gyakorlatok M É R É S I J E G Y Z Ő K Ö N Y V. című gyakorlathoz

Szerkezet és funkció kapcsolata a membránműködésben. Folyadékkristályok típusai (1) Dr. Voszka István

Biológiai szempontból jelentős határfelületek vizsgálata nemlineáris optikai spektroszkópiai módszerekkel Kutatási zárójelentés

Sillabusz orvosi kémia szemináriumokhoz 1. Kémiai kötések

OZMÓZIS. BIOFIZIKA I Október 25. Bugyi Beáta PTE ÁOK Biofizikai Intézet

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

Minta-előkészítési módszerek és hibák a szerves analitikában. Volk Gábor WESSLING Hungary Kft.

Véralvadásgátló hatású pentaszacharidszulfonsav származék szintézise

Kolloidstabilitás. Berka Márta 2010/2011/II

Rovarméreg (méh, darázs) - allergia

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Membránszerkezet Nyugalmi membránpotenciál

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

Hatóanyagok fizikai-kémiai tulajdonságai és a felszívódás összefüggése

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

Komplex polimer monorétegek elıállítása és fehérjével való kölcsönhatásuk vizsgálata

Melanoma specifikus peptidkonjugátumok kihívások, nehézségek, sikerek

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

M. tuberculosis: Az ősi ellenfél - új fegyverek. Ünnepi előadás a PKCS 50. születésnapja alkalmából

A diffúzió leírása az anyagmennyiség időbeli változásával A diffúzió leírása a koncentráció térbeli változásával

LABORATÓRIUMI PIROLÍZIS ÉS A PIROLÍZIS-TERMÉKEK NÉHÁNY JELLEMZŐJÉNEK VIZSGÁLATA

Az MTA-ELTE Peptidkémiai Kutatócsoportban készült tudományos diákköri dolgozatok - elismerések ( )

Környezeti levegő porkoncentrációjának mérési módszerei és gyakorlati alkalmazásuk. Dr. Ágoston Csaba, Pusztai Krisztina KVI-PLUSZ Kft.

Biotechnológiai gyógyszergyártás

Textíliák felületmódosítása és funkcionalizálása nem-egyensúlyi plazmákkal

A szonokémia úttörője, Szalay Sándor

1.7. Felületek és katalizátorok

Kolbe Ilona, Fenyvesi Éva, Vikmon Mária

Flagellin alapú filamentáris nanoszerkezetek létrehozása

ZERVES ALAPANYAGOK ISMERETE, DISZPERZ RENDSZEREK KÉSZÍTÉSE

MÉRNÖKI ANYAGISMERET AJ002_1 Közlekedésmérnöki BSc szak Csizmazia Ferencné dr. főiskolai docens B 403. Dr. Dogossy Gábor Egyetemi adjunktus B 408

Bioaktív anyagok kölcsönhatása lipid modell rendszerekkel

Szervezetünk védelmének alapja: az immunológiai felismerés

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

3D bútorfrontok (előlapok) gyártása

A CITOSZKELETÁLIS RENDSZER FUTÓ KINGA

Az atom- olvasni. 1. ábra Az atom felépítése 1. Az atomot felépítő elemi részecskék. Proton, Jele: (p+) Neutron, Jele: (n o )

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

és s alkalmazása Dencs Béla*, Dencs Béláné**, Marton Gyula**

A vér-agy gát szelektivitásának molekulaszerkezeti alapjai és nanotechnológiai hasznosításuk a permeabilitás elősegítésére.

A kolloidika alapjai. 4. Fluid határfelületek

MÁGNESES PLGA NANORÉSZECSKÉK ELŐKÉSZÍTÉSE ÉS FELÜLETI MÓDOSÍTÁSA TERMÉSZETES INTERFERON KÉSLELTETETT ÉS CÉLZOTT HATÓANYAG LEADÁSA ÉRDEKÉBEN

SAVANYÚ HOMOKTALAJ JAVÍTÁSA HULLADÉKBÓL PIROLÍZISSEL ELŐÁLLÍTOTT BIOSZÉNNEL

Folyadékmembránok. Simándi Béla BME Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék /65

A flavonoidok az emberi szervezet számára elengedhetetlenül szükségesek, akárcsak a vitaminok, vagy az ásványi anyagok.

Az élethez szükséges elemek

A projekt rövidítve: NANOSTER A projekt időtartama: október december

Szedimentáció, elektroforézis. Biofizika előadás Talián Csaba Gábor

PhD kutatási téma adatlap

Reológia Mérési technikák

micella, vezikula lamella folyadékkristály mikroemulzió mikroemulziós gél összetett emulzió

Tartalmi követelmények kémia tantárgyból az érettségin K Ö Z É P S Z I N T

Hús és hústermék, mint funkcionális élelmiszer

Nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia (HPLC)

Bevezetés a talajtanba VIII. Talajkolloidok

Kémiai reakciók mechanizmusa számítógépes szimulációval

Fotoszintézis. fotoszintetikus pigmentek Fényszakasz - gránum/sztrómalamella. Sötétszakasz - sztróma

Németh Anikó 1,2, Kosáry Judit 1, Fodor Péter 1, Dernovics Mihály 1

Radioaktív nyomjelzés

Az anyagi rendszer fogalma, csoportosítása

Átírás:

Biodegradábilis, gyógyszerhordozó nanorészecskék Kiss Éva ELTE Határfelületi- és Nanoszerkezetek Laboratórium 1

Munkatársak Pénzes Csanád Botond Hill Katalin Schnöller Donát Gyulai Gergő Pribransky Kinga Faragó Eszter Hórvölgyiné Pető Ida ELTE Határfelületi- és Nanoszerkezetek Laboratórium

Együttműködők Bősze Szilvia, Horváti Kata, Bacsa Bernadett, Mező Gábor, Hudecz Ferenc MTA-ELTE Peptidkémiai Kutatócsoport Szabó Nóra Országos Korányi TBC és Pulmonológiai Intézet Kálmán Mihály SE I. Anatómiai Intézet Keszthelyi Tamás MTA Kémiai Kutatóközpont Támogatók: TB-INTER Jedlik NKTH BIOSPONA TeT-08-SG-STAR OTKA 68120, 68358 BIOSURF Jedlik NKTH FP7 NanoBond 3

Kolloidális gyógyszerhordozók 4

Kolloidális gyógyszerhordozók Mikro- és nanorészecskék Megoldható: a csomagolással Korszerű gyógyszerhordozók: késleltetett hatóanyagleadás szabályozott hatóanyagleadás célzott hatóanyagtranszport lokalizált hatóanyagleadás nem vízoldható hatóanyag bevitele érzékeny hatóanyag bevitele jobb eloszlatás (nagyobb diszperzitásfok), jobb biohasznosulás, kisebb dózis ritkább gyógyszerbevitel a hatóanyag célbajuttatásával a mellékhatások mérséklése A mikro- és nanorészecskék típusa, összetétele, mérete, szerkezete 5

Kolloidális gyógyszerhordozók Részecskék osztályozása Szerves molekulák, egyetlen szintetikus molekula, kovalens kötésekkel és nagy molekulatömeggel: polimer-hatóanyag konjugátum dendrimer, keresztkötött polimer gél, polimer mikrorészecskék (polimerizáció, vagy emulziós módszer) polimer nanorészecskék (polimerizáció, vagy lecsapás) Kisebb molekulákból, önrendeződéssel előálló aggregátumok: liposzómák (lipidből), nioszomák (nemionos tenzidből) poliszomák (blokk-kopolimerből) poliplexek kolloszómák

Polimer nanorészecske Poliészter típusú polimer: PLA, PLGA kopolimer, biodegradábilis, biokompatibilis Hatóanyag becsomagolás : Hatóanyag szállítás: előállítás közben, a mag hidrofób jellegű kiürülés, felületi hidrofilizálás passzív irányítás: méret, és méreteloszlás Hatóanyagfelszabadulás: a polimer mátrix hidrolízis útján degradálódik: erózió és porozitás növekedés, a hidrolízis termékek nem toxikusak 7

Nanorészecskék előállítása Emulziós/ oldószer elpárologtatási módszer Nanoprecipitációs módszer - oldószercsere Szerves fázis: PLGA+hatóanyag stabilizátor A keletkező részecskék sztérikus stabilizálása Hidrofilozálás: felületi biokompatibilitás Rediszpergálhatóság Vizes fázis tisztítás, liofilizálás keverés szerves oldószer elpárologtatás d <200nm 8

PLGA nanorészecskék szűk méreteloszlás: 140-170nm jó stabilitás (4 hét, c NaCl : 0,1-1 M) könnyű rediszpergálhatóság

Hatóanyagok A Mycobacterium tuberculosis által okozott fertőzés: TBC a kórokozó a légzőszerven keresztül jut a tüdőbe, a falósejtek bekebelezik (elpusztítják) Hagyományos, hatásos antibiotikumok: pl. izoniazid de hosszú idejű kezelés (6-9 hónap) mellékhatások túlélés a falósejtben ( alvó állapot ) rezisztencia O N NH NH 2 új hatóanyagjelöltek keresése hatóanyag célbajuttatása 10

Hatóanyagok Új hatóanyagjelöltek (in silico módszerrel) a baktérium túléléséhez elengedhetetlen enzim(ek)et várhatóan gátló molekulák Célbajuttatás: specifikus kötődés polaritás változtatás INH-konjugátum: pal-t 5 (INH) 2 A tuftsin a természetes fagocitózist stimuláló peptid, ennek rövid szakasza is hasonló bioaktivitást mutat: TKPKG= T 5, A palmitinsav a konjugátum lipofilitását növeli.

Monoréteg modell Hatóanyag transzport határfelületeken keresztül sejtmembránhoz való affinitás, kölcsönhatás a lipid molekulákkal beépülés valószínűsége A sejtmembrán lipid kettősrétegének egyszerűsített modellje Lipid molekulák rendezett monorétege víz/levegő határfelületen: Langmuir-mérleg

Membrán affinitás 1 elektromérleg Lipid illékony oldószeres oldata, rendezett monomolekulás Wilhelmy-lemez réteg kialakítása, kívánt tömörség (oldalnyomás) 1 mozgó gát elektromérleg Wilhelmy-lemez 2 2 Hatóanyag vizes oldatának injektálása az alsó fázisba, a lipidréteggel való kölcsönhatás víz komprimálás/expanzió hatóanyag drug 2 : 24 cm /perc

Penetráció 25 24 20 Hatóanyag injektálása / mn/m 16 15 10 8 5 0 Δπ = a penetráció által kiváltott oldalnyomás növekedés 0 100 200 300 400 500 600 t / s 300 600 t (sec) a membrán affinitás mértéke

Izoniazid és INH-redSer konjugátum 4 mn/m 3 0 =15 mn/m 0 =20 mn/m Az INH-nak nincs tartós kölcsönhatása a lipid réteggel (egyik tömörségnél sem) A konjugált formának nagyobb az affinitása a lipid réteghez Szignifikáns és tartós kölcsönhatás a lipid réteggel 2 1 0 0 600 1200 1800 2400 3000 3600 t sec INH INH-konjug INH-konjug INH

TB7 és konjugátuma 5 4 (mn/m) 3 2 1 TB7-konj TB7 0-1 0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 t (s)

TB8 és konjugátuma 8 TB8-konj 7 6 (mn/m) 5 4 3 2 1 TB8 0-1 0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 t (s)

Izoniazid konjugátuma 10 9 8 7 pal-t 5 (INH) 2 penetrációja Kezdeti film tömörség (mn/m) 15 (mn/m) 6 5 4 3 2 1 0 20 25-1 0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 3300 3600 t (s)

Hatóanyagok jellemzése, polaritás A konjugálás növelte a hidrofób jelleget: INH INH-konj1 INH-konj2 TB7 TB7-konj TB8 TB8-konj kedvező membrán affinitás log P log [hatóanyag] [hatóanyag] o v pal-t 5 (INH) 2 logp= -0.2 (INH logp= -1.12) log p növekszik (nagyságrend) vízoldhatóság csökken Vizes közegű kolloid rendszer

Nanokapszulázás Nanoprecipitációval előállított PLGA nanorészecskék (SEM) 1 μm INH 1 μm pal-t 5 (INH) 2 0.35 0.30 INH pal-t 5 -(INH) 2 V rel 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 A hatóanyag-konjugátum nanokapszulázása méretnövekedést okozott 0.00 100 200 300 400 500 600 d /nm

Nanokapszulázás Vegyület Részecske méret a Nm Polidiszp. a Hatóanyag tartalom b w% Kapszulázási hatékonyság b % INH 135 ± 6 0.03±0.01 0.5± 0.4 10 ± 5 pal-t 5 (INH) 2 163 ± 8 0.08±0.02 43 ± 6 92 ± 7 a dinamikus fényszórás mérés b spektrofotometriás meghatározást megelőzően, hidrolízis: 0,1M NaOH (l=260 nm)

Biológiai viselkedés In vitro: táptalajon növesztett Mtb-vel MIC és CFU meghatározás: INH és PLGA(pal-T 5 (INH) 2 ) hasonlóan hatásos In vivo: Mtb-vel fertőzőtt tengerimalacok tüdő lép máj vese INH 8/8 6/7 7/7 8/8 PLGA (pal-t 5 (INH) 2 ) 6/7 5/6 7/7 7/7 kioltás után 8 héttel CFU leolvasás (negatív / összes) (22 kezelés után 2010.10.22 és 26-i áldozás) Kezelés: INH PLGA(pal-T5(INH)2) 45 mg/ttkg 15mg (INH)/ttkg

Nanoprecipitáció A kísérleti körülmények hatása a lecsapás eredményére, a részecskeméretre, stabilitásra, rediszpergálhatóságra polimer minősége, kémiai összetétel, relatív molekulatömeg, koncentráció a szerves fázis minősége, összetétele, a vizes fázis minősége, összetétele a stabilizátor minősége és mennyisége, a szerves és vizes fázis mennyiségének aránya, a hőmérséklet hatása a keverés módja Részecseméret csökkentés átjutás a vér-agy gáton? 23

Részecskeméret 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0-5 0 50 100 150 200 250 300 d (nm) 500 nm A lecsapás körülményeivel befolyásolható a részecskeméret

Köszönöm a figyelmet! 25