Dostarczanie leku do siatkówki to chaos.
To wprawia w zakłopotanie okulistów: pomimo całego postępu technologicznego dostarczanie leków do tylnej części gałki ocznej pozostaje logistycznym koszmarem. Wstrzyknąć lek bezpośrednio do ciała szklistego? Połowa z nich jest odbijana lub wydalana, zanim dotrą do siatkówki. Ale to jest główny cel. To tutaj zlokalizowana jest choroba.
Jednakże naukowcy z Uniwersytetu w Gandawie znaleźli sposób na aktywne kierowanie leków do tylnej części oka, a wyniki są tak obiecujące, że zmuszają do ponownego przemyślenia podejścia do leczenia przyczyn ślepoty.
To nie jest tylko teoria. Mówimy o ukierunkowanym dostarczaniu leków do leczenia konkretnych, wyniszczających chorób, takich jak ukierunkowane dostarczanie leków na bazie nanocząstek do leczenia siatkówki.
Zwyrodnienie plamki związane z wiekiem. Retinopatia cukrzycowa. Warunki te wymagają najwyższej precyzji. Jeśli nie osiągniesz celu, leczenie będzie nieskuteczne. Albo, co gorsza, skutki uboczne przeważą nad korzyściami.
Problem z podłożem żelatynowym
Dlaczego to jest takie trudne? Wszystko sprowadza się do anatomii.
Pomiędzy soczewką a siatkówką znajduje się ciało szkliste. Jest to żelowa sieć kolagenu i biomolekuł. Jego zadaniem jest utrzymanie kształtu oka. Jest gęsty. To jest lepkie. To tor przeszkód dla cząsteczek leku.
„Dyfuzja jest powolna. Niejednorodna. Trudna do przewidzenia” – mówi Lea Gerassimoff, doktorantka w Laboratorium Biochemii Ogólnej i Farmacji Fizycznej na Uniwersytecie w Gandawie.
Podajesz lek. Jest w stanie spoczynku. Dryfuje powoli. Zanim dotrze do siatkówki, jego stężenie może być zbyt niskie, aby było skuteczne. Dlatego lekarze robią to, co zawsze: ponownie wstrzykują lek. I znowu. I znowu.
Więcej zastrzyków oznacza ryzyko. Infekcje. Odwarstwienie siatkówki. Zapalenie. Błędne koło.
Kontrola cząstek
Rozwiązanie? Przestań walczyć z żelem i zacznij go stosować.
Zespół połączył nanocząstki – maleńkie nośniki przeznaczone do przechowywania narkotyków – z zielenią indocyjaninową. Nie jest to egzotyczna, niezbadana substancja chemiczna. Jest to barwnik, którego okuliści używają codziennie do wizualizacji tkanki oka podczas operacji. Znajomy. Bezpieczna. Zweryfikowano.
Oto istota tej metody:
Kierują impuls lasera do ciała szklistego. Krótkie wybuchy. Nanosekundy.
Barwnik absorbuje tę energię. Nagrzewa się. Lokalnie. Mocno.
Ciepło to powoduje reakcję fizyczną. Nie taki, jakiego byś się spodziewał.
Niespodzianka w fizyce
Naukowcy założyli, że stosują dyfuzję termiczną (termoforezę). Jest to siła, która popycha poszczególne cząstki w górę lub w dół gradientu temperatury. Brzmi logicznie. Na papierze wszystko ma sens.
Okazuje się, że się mylili.
Prawdziwym mechanizmem jest konwekcja cieplna.
Kiedy laser uderza w barwnik, ogrzane ciało szkliste zaczyna się poruszać. Tworzą się drobne prądy lokalne. Wirują jak wicher. A co z nanocząsteczkami? Po prostu płyną na tej fali.
Bez barwnika cząstki (w tym teście polistyren, nienaładowany) po prostu dryfowały losowo. Bez sensu.
Dzięki laserowi i barwnikowi ładunek leku przemieszczał się dokładnie tam, gdzie chciał zespół.
„Po raz pierwszy wykazano kierunkowy transport ładunku leku w ciele szklistym” – zauważa Gerassimoff.
Po raz pierwszy wykazano ukierunkowany transport ładunku leku w ciele szklistym.
Ustawienia leczenia
To nie magia. To jest fizyka, którą można regulować.
Chcesz mocniejszego kierunku? Zwiększ stężenie barwnika. Lub zwiększ intensywność lasera.
Martwisz się o wielkość cząstek? Większe cząstki mają trudności z przejściem przez żel. Małe łatwiej się przesuwa. System reaguje.
Ale biologia staje się bardziej skomplikowana.
Ciało szkliste zmienia się wraz z wiekiem. Upłynnia się. Tworzą się kieszenie. Kieszenie płynne zachowują się inaczej niż stały żel. Cząsteczki poruszają się szybciej. Różnie reagują na laser.
To ma znaczenie.
Jeśli Twoje ciało szkliste jest cienkie ze względu na wiek, możliwości leczenia ulegają zmianie. Jedno rozwiązanie nie pasuje do wszystkich.
„To podkreśla potrzebę spersonalizowanego podejścia” – mówi Gerassimoff. W rutynowej praktyce klinicznej należy uwzględnić specyficzne dla pacjenta różnice w stanie ciała szklistego.
Z laboratorium do kliniki?
Potencjał jest realny.
Wyobraź sobie przyszłość, w której otrzymasz zastrzyk. Zawiera lek naniesiony na nanocząsteczki oraz barwnik. Następnie lekarz przykłada ukierunkowany impuls laserowy.
Laser kieruje lek bezpośrednio do siatkówki.
Wyższa lokalizacja leku. Lepsza wydajność. Mniej powtarzanych wstrzyknięć. Mniejsze ryzyko powikłań.
Ale nie spiesz się.
To wciąż dowód koncepcji.
Doświadczenia przeprowadzono w kontrolowanych warunkach. Ciało szkliste oczu byka. Oko byka. Nie człowiek.
Poniżej znajdują się badania dotyczące bezpieczeństwa. Do prób na ludziach jeszcze daleko.
Istnieją jednak powody do ostrożnego optymizmu.
Używają zatwierdzonych barwników. Klinicznie istotne długości fal lasera. Instrumenty są już w szafce szpitalnej. Musimy się tylko nauczyć, jak z nich korzystać razem.
To dostosowanie do istniejącej praktyki może przyspieszyć wdrażanie. Jeśli infrastruktura już istnieje, skalowanie jest szybsze niż tworzenie od zera.
Oko pozostaje barierą. Ciało szkliste jest ścianą. Ale ściany mają drzwi, jeśli wiesz, jak je otworzyć.
