Nowa metoda analityczna usprawnia ocenę bezpieczeństwa nanomedyków na bazie metali

Nowa metoda analityczna usprawnia ocenę bezpieczeństwa nanomedyków na bazie metali

Nanomedycyny, szczególnie te oparte na nanocząsteczkach, rewolucjonizują opiekę zdrowotną zarówno w zakresie diagnostyki, jak i terapii. Cząstki te, które często zawierają metale, takie jak żelazo lub złoto, mogą służyć jako środki kontrastowe w obrazowaniu medycznym, suplementy diety, a nawet nośniki leków. Dzięki swoim unikalnym właściwościom i starannej inżynierii nanomedyki mogą docierać do miejsc w organizmie i gromadzić się w nich, do których nie są w stanie dotrzeć konwencjonalne leki, co czyni je obiecującymi w wykrywaniu i leczeniu raka. Jednak te same cechy, które sprawiają, że nanomedycyny są bardziej wartościowe, stwarzają również wyzwania w zakresie zapewnienia ich bezpieczeństwa i jakości.

Aktualne wytyczne farmaceutyczne, w tym Międzynarodowej Rady ds. Harmonizacji Wymagań Technicznych dla Produktów Farmaceutycznych Stosowanych u Ludzi (ICH), mają istotny słaby punkt: oceniają jedynie całkowitą ilość pierwiastków obecnych w leku, bez rozróżnienia pomiędzy ich różnymi postaciami lub cząsteczkami o różnej wielkości. To rozróżnienie jest kluczowe, ponieważ te różne formy mogą mieć różny wpływ na organizm, w tym różne profile toksyczności.

Mając to na uwadze, zespół badawczy kierowany przez adiunkta Yu-Ki Tanakę z Wyższej Szkoły Nauk Farmaceutycznych na Uniwersytecie Chiba w Japonii opracował nową metodę analityczną mającą na celu wypełnienie istniejącej luki regulacyjnej. Wyniki ich badania, które udostępniono w Internecie w czasopiśmieTalanta8 kwietnia 2025 r. wprowadzono technikę oddzielnego oznaczania ilościowego jonów, nanocząstek i cząstek zagregowanych w nanomedykach. Badanie przeprowadzone przez Yasumitsu Ogra i Sanę Hasegawę, a także Yasumitsu Ogra i Sana Hasegawa pokazuje, w jaki sposób metoda ta może poprawić kontrolę jakości tych zaawansowanych produktów farmaceutycznych. „Włączając nowatorską metodę oceny, która uwzględnia wcześniej przeoczoną kwestię w aktualnych wytycznych dotyczących oceny, możemy zapewnić bezpieczne stosowanie nanomedyków, takich jak Resovist® i Ferinject®Doktor Tanaka wyjaśnia.

Naukowcy połączyli dwie istniejące technologie – nieprawidłowe frakcjonowanie przepływu asymetrycznego (AF4) i spektrometrię mas w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-MS). Wykorzystali metodę AF4 w nowatorski sposób, wykorzystując jej początkowy „etap ustawiania ostrości”. Podczas tego etapu cząstki w kanale AF4 są utrzymywane przez dwa przeciwprądy. Dzięki specjalnej przepuszczalnej membranie przepływy krzyżowe odfiltrowują najmniejsze rozpuszczone cząstki (jony) i umożliwiają ocenę ilościową w oparciu o różnice w sygnałach ICP-MS pomiędzy próbkami z usuwaniem jonów i bez nich - mianowicie z etapem ogniskowania i bez niego. Po rozdzieleniu jonów system wykorzystuje standardowy proces separacji AF4 do sortowania zatrzymanych nanocząstek według wielkości. Wreszcie podłączone do wyjścia urządzenie ICP-MS może określić przybliżoną liczbę nanocząstek każdego rozmiaru. Ta kombinacja umożliwiła zespołowi rozróżnienie wolnych jonów metali, małych koloidów wodorotlenkowych i nanocząstek o różnych rozmiarach, z których wszystkie zawierały ten sam pierwiastek metaliczny.

Przetestowali swoje podejście w oparciu o Resovist®, nanomedycynę stosowaną jako środek kontrastowy w skanach rezonansu magnetycznego wątroby. Analiza wykazała, że ​​jedynie 0,022% żelaza w Resovist® występowało w postaci jonowej. Przy około 6,3 mikrogramów na mililitr ta nieistotna ilość jest znacznie poniżej skali. Ponadto zespół potwierdził, że aktywne nanocząstki miały średnicę mniejszą niż 30 nanometrów, a niektóre agregaty miały średnicę około 50 nanometrów. Co ważne, nie wykryto dużych agregatów, które mogłyby obniżyć skuteczność środka kontrastowego. Wyniki te potwierdzają zarówno bezpieczeństwo, jak i stabilność Resovist® jako nanomedyku.

Proponowana technika jest szczególnie istotna w przypadku pojawiających się metod leczenia nowotworów, w których wykorzystuje się nanocząsteczki złota jako systemy dostarczania leków lub cząstki metaliczne do terapii fototermicznej. Te zaawansowane metody leczenia opierają się na „efekcie zwiększonej przepuszczalności i retencji (EPR)”, który powoduje, że nanocząsteczki spływają z naczyń krwionośnych wokół nowotworów i gromadzą się w tkance nowotworowej. „Ponieważ wiele nowatorskich nanomleków składa się z nanocząstek na bazie metali jako składników aktywnych, a niezawodne metody oceny ich bezpieczeństwa i kontroli jakości będą sprzyjać ich rozwojowi i zastosowaniu klinicznemu„Uwagi dr Tanaka.

Co więcej, to nowatorskie podejście analityczne wykracza poza produkty farmaceutyczne. Może także oceniać bezpieczeństwo nanocząstek metali w dodatkach do żywności, kosmetykach i próbkach środowiskowych, aby zapewnić zdrowie publiczne w wielu sektorach. Naukowcy wykazali ich wszechstronność, z powodzeniem analizując zarówno jony naładowane ujemnie (krzem), jak i jony naładowane dodatnio (żelazo), co wskazuje na potencjał różnych nanomateriałów.

Ogólnie rzecz biorąc, badania te wytyczają drogę do bezpieczniejszych i skuteczniejszych nanomedycyny i technologii opartych na nanocząsteczkach poprzez bardziej wszechstronną ocenę składu, jakości i stabilności nanocząstek.

Źródła: