Små partiklar kan ge stor effekt på morgondagens läkemedelsbehandling

Nanopartiklar kan användas för allt från antibakteriella beläggningar på medicinsk utrustning till att skydda och transportera läkemedel i kroppen. I Georgios Sotirious laboratorium på Karolinska Institutet tillverkas nanopartiklar genom att små droppar sprayas in i en flamreaktor.

Forskningsprojektet ”Nanokonstruerade antimikrobiella beläggningar på medicinsk utrustning”, som leds av docent Georgios Sotiriou, fokuserar på tre olika områden. Ett av dem är medicinska produkter.
– Ett forskningsspår är inriktat på att tillverka partiklar som kan användas för att detektera optiska eller kemiska signaler, vilket kan vara användbart för att identifiera biomarkörer för specifika sjukdomar eller andra medicinska tillämpningar. Vi försöker även integrera nanopartiklar i medicinska produkter för att förebygga infektioner i samband med olika typer av medicinska ingrepp, som implantat eller temporära instrument som katetrar. Tanken är att med hjälp av våra partiklar hitta sätt att kontrollera instrumentets yta för att förhindra eller behandla infektioner.
En möjlig infektionsbehandling är att använda antibakteriella nanopartiklar i kombination med olika stimuli, såsom en ljuskälla.
– Vi kan framställa partiklar som reagerar med ljuset och därmed avsöndrar antibakteriella egenskaper på det infekterade området, förklarar Georgios Sotiriou.
Det tredje forskningsspåret är nanopartiklar som bärare av läkemedel. Här är siktet inställt på att använda nanopartiklarna för att transportera läkemedel till exempelvis ett organ eller en infektion i kroppen.
– Nanopartiklarna skyddar läkemedlet från nedbrytning och förbättrar dess riktade effektivitet vilket också minskar risken för biverkningar. Vi befinner oss för närvarande på laboratorienivå och bedriver prekliniska försök. Om dessa lyckas kan vi gå vidare till kliniska prövningar och på sikt ta steget från akademisk forskning till utveckling. Det är dock en kostsam process som kräver samarbete med företag, säger Georgios Sotiriou.

Preklinik
Prekliniska tester pågår för närvarande med nanopartiklar som bärare för vacciner, behandlingar av ögonsjukdomar och lunginfektioner. Vasiliki Tsikourkitoudi, kemiingenjör och forskare, ansvarar för syntesen av läkemedlens nanoformuleringar.
– Vi använder flamteknik för att optimera nanopartiklarna och producera så små partiklar som möjligt, bestyckade med så mycket läkemedel som möjligt, för olika tillämpningar. Vi har redan lovande resultat från tester både på cellnivå och i levande organismer vilket visar att våra nanopartiklar har potential att bekämpa infektioner och cancer. Nu har vi också påbörjat ett projekt med glaukom där nanopartiklarna laddas med antioxidanter.
Shengtao Yu, som har en bakgrund inom både kemi och farmaci, är doktorand i gruppen.
– Mitt fokus är behandling av bakteriell lunginflammationen. För att komma åt sjukdomen använder jag den trojanska häststrategin utifrån att bakterier behöver järn för att överleva. Om vi kan störa deras järnupptag, kan vi även slå ut bakterierna. Därför bestyckar vi våra nanopartiklar med gallium. Bakterierna kan nämligen inte skilja mellan järn och gallium, och när de tar upp gallium stör det deras metabolism så mycket att de dör.
Om allt går enligt plan hoppas Georgios Sotiriou och hans forskargrupp att vara redo för kliniska prövningar av deras nanopartiklar inom en femårsperiod.
– Om vi lyckas kommer våra nanopartiklar att kunna maximera effekt och träffsäkerhet av olika läkemedel och därmed revolutionera behandlingen av både infektioner och en rad andra sjukdomar.