Ve srovnání s konvenčními materiály mají nanomateriály speciální opticko-elektrické, mechanické a magnetické vlastnosti. Jejich relativně velká povrchová plocha poskytuje velké množství reaktivních skupin, které umožňují vazbu různých druhů makromolekul. Všechny tyto vlastnosti mají za následek jedinečné interakce se všemi typy biologických entit, jako jsou nukleové kyseliny, proteiny, membrány, organely nebo dokonce i celé buňky.

První úspěchy

Vědci se zaměřují hlavně na použití nanočástic jakožto nosičů pro dodávání léčiv. Zejména ve spojení s genovou terapií se tu vytváří zcela nový léčebný přístup. Výsledky první úspěšné klinické studie byly publikovány v roce 2010 v časopise Nature. Vědci použili nanočástice polymeru na bázi cyklodextrinu a polyethylenglykolu se zabudovaným transferinem pro zacílení na nádorové buňky a se siRNA specifickou pro ribonukleotid reduktázu.

Tyto nanokapsle vědci vstříkli do krve pacientům s metastatickým melanomem, kteří měli patologicky vysokou hladinu ribonukleotid reduktázy. Nanočástice se následně nahromadily v nádorech a vedly ke snížení ribonukleotid reduktázy na úrovni mRNA i proteinu. Vědci tak dokázali, že systémově podávaná siRNA v kombinaci s nanočásticemi vyvolala RNA interferenci v cílových nádorových buňkách u lidí.

Nanodiamanty jako nosiče

V současnosti nabývají na důležitosti studie zabývající se novými diagnostickými a terapeutickými aplikačními systémy. Stále se hledají nové způsoby doručování léčiv a nosiče s ideálními vlastnostmi, jako jsou účinné vychytávání v cílových místech nebo příznivá farmakokinetika, biodegradace a distribuce v celotělovém systému.

Na popularitě nabývají kvůli svým fyziochemickým vlastnostem anorganické materiály v podobě nanodiamantů. Ty jsou novou třídou uhlíkového materiálu, která vykazuje vysokou kompatibilitu s živými systémy a má další výhodné vlastnosti. Kromě vynikající biologické kompatibility jsou univerzální jako zobrazovací sondy nebo se používají pro vazbu a dodávání různých léčiv, nukleových kyselin a proteinů.

Nanodiamanty našly své uplatnění zejména v terapii rakoviny, a to jako nosiče léčiv. Většina studií se zaměřuje na použití nanodiamantů v kombinaci s konvenčními léky, jako je doxorubicin, paclitaxel nebo cisplatina. Nanodiamanty se používají buď jako koloidní disperze, nebo jsou zabudovány v polymerní mřížce.

Úspěšné použití nanodiamantů

První důkaz o použití nanodiamantů v terapii nádorů byl publikován v roce 2010. Autoři článku uvedli sníženou proliferaci lidských buněk karcinomu děložního čípku jako výsledek nanodiamantem zprostředkovaného podávání cisplatiny a jejího uvolnění v kyselém intracelulárním prostředí.

V roce 2011 jiní vědci popsali nanodiamantem zprostředkované dodávání doxorubicinu do nádorů rezistentních na léčbu, jako jsou nádory prsu a jater. Vědci dokázali, že použití nanodiamantů vedlo ke zvýšení účinnosti léčby doxorubicinem. Vedle vzrůstajícího protinádorového účinku doxorubicinu bylo prokázáno, že vazba na nanodiamanty snižuje toxické účinky léku. Tyto a další studie byly úspěšně provedeny v preklinických testech na zvířecích modelech.

Klinické studie stále neprobíhají

Ačkoliv dosud neexistují klinické studie s nanodiamanty jako transportním systémem pro protinádorové léky, existuje několik patentů. Jedna ze studií uvádí také použití nanodiamantů jako léčiva vytvářejícího volné radikály pro léčbu rakoviny. Volné radikály vznikají na povrchu nanodiamantu po ozáření.

"Nanodiamondový nosič, který provádí novou, nano-specifickou interakci s cílovými buňkami, nabízí novou strategii dodávání léčiva, která je biokompatibilní a může zvýšit účinnost léčby," uzavírá Veronika Benson z Laboratoře modulace genové exprese na Mikrobiologickém ústavu AV ČR.