Please use this identifier to cite or link to this item:
Title: Σύνθεση και μελέτη βιοαποικοδομήσιμων πολυμερικών νανοσοσωματιδίων για τη θεραπεία της νόσου Alzheimer
Other Titles: Composition and study of biodegradable polymeric immune nanoparticles for the treatment of Alzheimer disease
Authors: Λιάγκος, Ανδρέας
Keywords: Πολυμερή
Νόσος Αλτσχάιμερ
Keywords (translated): Polymeric
Alzheimer disease
Abstract: Ένας από τους πιο σημαντικούς στόχους της φαρμακοθεραπείας είναι η ανάπτυξη φορέων φαρμάκου που θα μεταφέρουν και θα παραδίδουν κατά το δυνατόν εκλεκτικά το φάρμακο στις θέσεις φαρμακολογικής δράσης του με έναν ελεγχόμενο ρυθμό, κατάλληλα προσαρμοσμένο στις ανάγκες της συγκεκριμένης ασθένειας ή κατάστασης. Για την ελεγχόμενη χορήγηση και στόχευση βιοδραστικών ουσιών έχουν αναπτυχθεί πολλοί φορείς, όπως τα πολυμερικά νανοσωματίδια και τα λιποσώματα. Συγκεκριμένα, η χρησιμοποίηση βιοαποικοδομήσιμων πολυμερικών νανοσωματιδίων με ενσωματωμένα φάρμακα ή εμβόλια αντιπροσωπεύουν μία συναρπαστική προσέγγιση όσον αφορά τον έλεγχο της αποδέσμευσης των βιοδραστικών ουσιών καθώς είναι δυνατός ο έλεγχος του ρυθμού της αποδέσμευσης με ρύθμιση του ρυθμού βιοαποικοδόμησης του πολυμερούς. Μεταξύ των πολυμερικών σωματιδίων, τα νανοσωματίδια που στηρίζονται στο πολύ(γαλακτικό-γλυκολικό)οξύ (PLGA) αποτελούν έναν από τους πιο συχνά μελετημένους φορείς μεταφοράς φαρμάκων, πεπτιδίων, πρωτεϊνών, εμβολίων και νουκλεοτιδίων. Το PLGA είναι ένα συμπολυμερές αποτελούμενο από γαλακτικό οξύ και γλυκολικό οξύ και είναι ένα από τα λίγα πολυμερή που έχει εγκριθεί για φαρμακευτικούς σκοπούς χάρη στη βιοαποικοδομησιμότητα και την έλλειψη τοξικότητας. Τα συμβατικά νανοσωματίδια που παρασκευάζονται από τα συμπολυμερή αυτά απομακρύνονται ταχύτατα από τη συστηματική κυκλοφορία μετά από ενδοφλέβια χορήγηση, κυρίως μέσω της πρόσληψης τους από το δικτυοενδοθηλιακό σύστημα. Για το λόγο αυτό η επικάλυψή τους με υδρόφιλα, μη-ιονικά πολυμερή, όπως η πολυ(αιθυλενογλυκόλη), οδήγησε στην παράταση του χρόνου παραμονής των νανοσωματιδίων στην συστηματική κυκλοφορία λόγω της στερεοχημικής σταθεροποίησης των νανοσωματιδίων και της παρεμπόδισης της διαδικασίας οψωνίωσης η οποία οδηγεί στην φαγοκυττάρωση τους. Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή διερευνήθηκε η δυνατότητα ανάπτυξης PLA-PEG νανοσωματιδίων ελεγχόμενης χορήγησης και (παθητικής) στόχευσης του πεπτιδίου ΤDZD-8, που είναι η δραστική ουσία-μη ανταγωνιστικός αναστολέας της κυνάσης GSK-3 και της IFNβ1a, μιας κυτταροκίνης με εντιφλεγμονώδεις ιδιότητες, με πιθανή εφαρμογή στην θεραπεία της νόσου Alzheimer (Αλτσχάιμερ). Τα νανοσωματίδια παρήχθησαν με την μέθοδο διπλού γαλακτώματος και εξάτμισης του διαλύτη, και τα νανοσωματίδια που προέκυψαν χαρακτηρίστηκαν πλήρως ως προς το μέγεθος, το επιφανειακό τους φορτίο και την μορφολογία τους. Η μελέτη των φυσικοχημικών ιδιοτήτων τους πραγματοποιήθηκε με τεχνικές σκέδασης του φωτός και μικροηλεκτροφόρησης και η μορφολογία τους εξετάστηκε με ηλεκτρονική μικροσκοπία διαπέρασης (TEM). Μελετήθηκε επίσης η σταθερότητα των νανοσωματιδίων με τον χρόνο αποθήκευσης, παρουσία ηλεκτρολύτη και κατά την επώαση με μέσο καλλειέργειας κυττάρων και με πλάσμα αίματος. Πειράματα κυτταροτοξικότητας των νανοσωματιδίων σε ανθρώπινα κύτταρα νευροβλαστώματος SH-SY5Y έδειξαν ότι τα νανοσωματίδια εμφανίζουν κυτταροτοξικότητα σε σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις και πειράματα κυτταρικής πρόσληψης έδειξαν ότι τα σωματίδια εισέρχονται στο SH-SY5Y κύτταρα και εντοπίζονται στον κυτταροσκελετό, στα ενδοσώματα/λυσοσώματα και γύρω από τον πυρήνα. Τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας υποδεικνύουν την δυνατότητα ανάπτυξης των PLA-PEG νανοσωματιδίων ως φορείς ελεγχόμενης συνχορήγησης του πεπτιδίου ΤDZD-8 και της ιντερφερόνης IFNβ1a για την πιθανή αντιμετώπιση της νόσου του Αλτσχάιμερ.
Abstract (translated): One of the most important objectives of pharmacotherapy is the development of drug carriers that will carry and deliver as selectively as possible the drug to the site of pharmacological action, at a controlled rate, appropriately adapted to the needs of the specific disease or condition. Many vectors such as polymeric nanoparticles and liposomes have been developed for controlled administration and targeting of bioactive substances. In particular, the use of biodegradable polymeric nanoparticles with integrated medicines and vaccines represents an exciting approach to controlling the release of these substances. Polymeric nanoparticles based on Poly(lactic-co-glycolic) acid (PLGA) are one of the most commonly studied carriers of medicines, peptides, proteins, vaccines and nucleotides. PLGA is a copolymer consisting of lactic acid and glycolic acid and is one of the few polymers which have been approved for medical purposes due to its biodegrability and lack of toxicity. Conventional nanoparticles which are produced by these copolymers are rapidly removed by systemic circulation after intravenous administration mainly through their uptake by the reticuloendothelial system. For this reason, their coating with hydrophilic non-ionic polymers such as Polyethylene glycol (PEG) leads to the extension of the time that nanoparticles remain in the systematic circulation. That is because of the stereochemical stabilization of nanoparticles and the inhibition of the opsonization process which leads to their phagocytosis. This postgraduate (master) thesis further researched the possibility of developing nanoparticles of controlled administration and passive targeting of PLA-PEG polymeric nanoparticles, which encapsulated the TDZD-8 peptide, which is the non-competitive inhibitor of GSK-3 kinase, and interferon IFNβ1a, a cytokine with anti-inflammatory activity, in order to achieve a prolonged and targeted administration in patients suffering from Alzheimer’s disease. The nanoparticles were prepared with the double emulsion method and evaporation of the solvent and were characterized with regard to their basic physicochemical characteristics, such as size, z-potential, and morphology. The analysis of their physicochemical characteristics was carried out by using light scattering and electrophoresis techniques. Furthermore, their structure was examined with Transmission Electron Microscopy (TEM). The colloidal stability of the nanoparticles on storage, in the presence of electrolytes as well as when incubated in biorelevant media (cells culture medium and blood plasma) was studied. The drug release properties of the nanoparticles were also studied and a sustained TDZD and IFNβ1a release profile was obtained. Cytotoxicity experiments with the human cell neuroblastoma cells line SH-SY5Y showed that the nanoparticles are cytotoxic at increased concentrations and cellular uptake experiments showed that the nanoparticles enter the SH-SY5Y cells and are localized in the cytoskeleton, in endosomes/lysosomes and around the nucleus. The results of this work justify further testing of using PLA-PEG nanoparticles for the delivery of TDZD-8 peptide and IFNβ1a to treat Alzheimer’s disease.
Appears in Collections:Τμήμα Χημείας (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Master_Liagkos_Final.pdf2.09 MBAdobe PDFView/Open

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.