För att få ett läkemedel att nå fram till sjuka celler i tjocktarmen krävs smart design. Jessica Rosenholm, Cecilia Sahlgren och Diana Toivola har testat olika kombinationer av nanomaterial i såväl provrör, cellodlingar som möss.
Text: Nicklas Hägen
Ett material som visat sig vara robust nog att klara av tarmens påfrestande miljö är kiseldioxid.
– Amorf kiseldioxid kan brytas ned i kroppen och kroppens celler kan till och med använda den som näring. Det är ett väldigt ofarligt ämne, godkänt av amerikanska mat- och läkemedelsmyndigheten FDA och har redan länge använts i farmaceutiska och kosmetiska produkter. I EU får upp till fem procent av det dagliga födointaget bestå av kiseldioxid, säger Rosenholm.
Kiseldioxid är vattenlösligt så för att partiklarna ska lösas upp och försvinna behövs bara vatten. Det är bra eftersom de då också kommer att lösas upp i cellerna och tömmas ur kroppen med urinen, efter att de fyllt sin uppgift.
Men hur kan partiklarna klara sig genom kroppen om allt som behövs för att lösa upp dem är vatten? Bärarpartikeln i sig löses visserligen snabbt upp av vatten. Men när man fyller den med ett hydrofobt, vattenskyggt, läkemedel löses partikeln inte upp förrän det hydrofoba ämnet frigjorts från partikeln, alltså tömts inne i cellen.
Det här för oss till nästa problem: Hur får man läkemedlet att tas upp av cellerna och lösa sig från partiklarna inne i dem? Genom att modifiera ytan på partiklarna med funktionella grupper som gärna växelverkar med bestämda celler i kroppen kan man se till att cellerna tar upp dem. I det här fallet användes en kombination av olika polymerer och folsyra för att partiklarna skulle ta sig igenom tarmens slemhinna och in i tarmcellerna.
Cellens membran, dess ”vägg”, består av ett dubbelt lager lipider, ett fett material. När cellerna tar upp partiklarna följer en del av membranet som omger cellen med in i cellen där det lägger sig som en fet hinna runt partikeln. Det hydrofoba läkemedlet inne i partikeln växelverkar gärna med detta lipida material och lockas ut ur partikeln.
– När de kommer i kontakt kan läkemedelsmolekylen sticka över till lipidmembranet. Den tycker det är trevligare att vara i en lipid miljö, säger Rosenholm.
På det här sättet har man frigjort läkemedlet inne i cellen, där det reagerar med det protein man ville nå. Bärarpartikeln, som nu tömts på läkemedlet, löses upp av vätskan inne i cellen, bryts ner och sköljs ur kroppen med urinen.