Ny analysemetode forbedrer sikkerhetsvurderingen av metallbaserte nanomedisiner

Ny analysemetode forbedrer sikkerhetsvurderingen av metallbaserte nanomedisiner

Nanomedisiner, spesielt de som er basert på nanopartikler, revolusjonerer helsevesenet både når det gjelder diagnostikk og terapi. Disse partiklene, som ofte inneholder metaller som jern eller gull, kan tjene som kontrastmidler i medisinsk bildebehandling, fungere som kosttilskudd, og til og med fungere som midler til medikamentlevering. Takket være deres unike egenskaper og nøye konstruksjon, kan nanomedisiner nå og akkumuleres på steder i kroppen som konvensjonelle legemidler ikke kan, noe som gjør dem lovende for påvisning og behandling av kreft. De samme egenskapene som gjør nanomedisiner mer verdifulle byr også på utfordringer med å sikre deres sikkerhet og kvalitet.

Gjeldende farmasøytiske retningslinjer, inkludert de fra International Council for Harmonization of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use (ICH), har en betydelig blindsone: de vurderer bare den totale mengden av elementer som er tilstede i et medikament, uten å skille mellom deres forskjellige former eller partikler av ulik størrelse. Denne forskjellen er avgjørende fordi disse forskjellige formene kan ha forskjellige effekter på kroppen, inkludert forskjellige toksisitetsprofiler.

Med dette i tankene har et forskerteam ledet av assisterende professor Yu-Ki Tanaka fra Graduate School of Pharmaceutical Sciences ved Chiba University, Japan, utviklet en ny analytisk metode for å adressere det eksisterende regulatoriske gapet. Studien deres, som ble gjort tilgjengelig online i tidsskriftetTalanta8. april 2025 introduserer en teknikk for separat kvantifisering av ioner, nanopartikler og aggregerte partikler i nanomedisiner. Studien til Yasumitsu Ogra og Sana Hasegawa, også av Yasumitsu Ogra og Sana Hasegawa, viser hvordan denne metoden kan forbedre kvalitetskontrollen for disse avanserte farmasøytiske produktene. "Ved å innlemme en ny evalueringsmetode som tar opp et tidligere oversett problem i gjeldende retningslinjer for evaluering, kan vi sikre at nanomedisiner som Resovist® og Ferinject® brukes trygtDr. Tanaka forklarer.

Forskerne kombinerte to eksisterende teknologier - asymmetrisk strømningsmisfraksjonering (AF4) og induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS). De brukte AF4-metoden på en ny måte, og utnyttet dets første "fokustrinn." Under dette trinnet holdes partikler i AF4-kanalen av to motstrømmer. Ved hjelp av en spesiell permeabel membran filtrerer tverrstrømmene ut de minste oppløste partiklene (ionene) og muliggjør kvantifisering basert på forskjellene i ICP-MS-signaler mellom prøver med og uten ionefjerning – nemlig med og uten et fokustrinn. Når ionene er separert, bruker systemet AF4s standard separasjonsprosess for å sortere de beholdte nanopartikler etter størrelse. Til slutt kan ICP-MS-enheten koblet til utgangen bestemme det omtrentlige antallet nanopartikler av hver størrelse. Denne kombinasjonen tillot teamet å skille mellom frie metallioner, små hydroksydkolloider og nanopartikler av forskjellige størrelser, som alle inneholder det samme metallelementet.

De testet sin tilnærming på Resovist®, en nanomedisin som brukes som kontrastmiddel i magnetisk resonansskanning av leveren. Analysen viste at bare 0,022 % av jernet i Resovist® var tilstede i ionisk form. Med omtrent 6,3 mikrogram per milliliter er denne ubetydelige mengden godt under skalaen. I tillegg bekreftet teamet at de aktive nanopartikler var mindre enn 30 nanometer i diameter, med noen aggregater rundt 50 nanometer. Det er viktig at det ikke ble påvist store aggregater, noe som kunne redusere kontrastmidlets effektivitet. Disse resultatene bekrefter både sikkerheten og stabiliteten til Resovist® som nanomedisin.

Den foreslåtte teknikken er spesielt relevant for nye kreftbehandlinger som bruker gullnanopartikler som medikamentleveringssystemer eller metalliske partikler for fototermisk terapi. Disse avanserte behandlingene er avhengige av den "forbedrede permeabilitets- og retensjonseffekten (EPR)," som får nanopartikler til å drenere fra blodårene rundt svulster og akkumuleres i kreftvev. "Siden mange nye nanomedisiner består av metallbaserte nanopartikler som aktive ingredienser, og pålitelige metoder for å evaluere deres sikkerhet og kvalitetskontroll vil fremme deres utvikling og klinisk bruk“Bemerker Dr. Tanaka.

Videre strekker denne nye analytiske tilnærmingen seg utover legemidler. Den kan også evaluere sikkerheten til metallnanopartikler i mattilsetningsstoffer, kosmetikk og miljøprøver for å sikre folkehelsen i flere sektorer. Forskerne demonstrerte deres allsidighet ved å lykkes med å analysere både negativt ladede ioner (silisium) og positivt ladede ioner (jern), og indikerte potensialet for en rekke nanomaterialer.

Samlet sett gir denne forskningen veien til sikrere og mer effektive nanomedisiner og nanopartikkelbaserte teknologier gjennom en mer omfattende vurdering av sammensetningen, kvaliteten og stabiliteten til nanopartikler.

Kilder: