Ny analysmetod förbättrar säkerhetsbedömningen av metallbaserade nanoläkemedel

Ny analysmetod förbättrar säkerhetsbedömningen av metallbaserade nanoläkemedel

Nanoläkemedel, särskilt de baserade på nanopartiklar, revolutionerar vården både vad gäller diagnostik och terapi. Dessa partiklar, som ofta innehåller metaller som järn eller guld, kan fungera som kontrastmedel vid medicinsk bildbehandling, fungera som näringstillskott och till och med fungera som läkemedelstillförselvehiklar. Tack vare deras unika egenskaper och noggranna ingenjörskonst kan nanomediciner nå och ackumuleras på platser i kroppen som konventionella läkemedel inte kan, vilket gör dem lovande för upptäckt och behandling av cancer. Men samma egenskaper som gör nanoläkemedel mer värdefulla innebär också utmaningar när det gäller att säkerställa deras säkerhet och kvalitet.

Nuvarande läkemedelsriktlinjer, inklusive de från International Council for Harmonization of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use (ICH), har en betydande blind fläck: de bedömer endast den totala mängden element som finns i ett läkemedel, utan att skilja mellan deras olika former eller partiklar av olika storlek. Denna distinktion är avgörande eftersom dessa olika former kan ha olika effekter på kroppen, inklusive olika toxicitetsprofiler.

Med detta i åtanke har ett forskarlag under ledning av assisterande professor Yu-Ki Tanaka från Graduate School of Pharmaceutical Sciences vid Chiba University, Japan, utvecklat en ny analysmetod för att ta itu med det befintliga regulatoriska gapet. Deras studie, som gjordes tillgänglig online i tidskriftenTalantaDen 8 april 2025 introduceras en teknik för att separat kvantifiera joner, nanopartiklar och aggregerade partiklar i nanomedicin. Studien av Yasumitsu Ogra och Sana Hasegawa, även av Yasumitsu Ogra och Sana Hasegawa, visar hur denna metod kan förbättra kvalitetskontrollen för dessa avancerade läkemedelsprodukter. "Genom att införliva en ny utvärderingsmetod som tar upp en tidigare förbisedd fråga i nuvarande utvärderingsriktlinjer kan vi säkerställa att nanoläkemedel som Resovist® och Ferinject® används på ett säkert sättDr Tanaka förklarar.

Forskarna kombinerade två befintliga teknologier - asymmetrisk flödesfelfraktionering (AF4) och induktivt kopplad plasmamasspektrometri (ICP-MS). De använde AF4-metoden på ett nytt sätt och utnyttjade dess första "fokussteg". Under detta steg hålls partiklar i AF4-kanalen av två motströmmar. Med hjälp av ett speciellt permeabelt membran filtrerar korsflödena bort de minsta lösta partiklarna (jonerna) och möjliggör kvantifiering utifrån skillnaderna i ICP-MS-signaler mellan prover med och utan jonborttagning – nämligen med och utan ett fokussteg. När jonerna väl separerats använder systemet AF4:s standardseparationsprocess för att sortera de kvarhållna nanopartiklarna efter storlek. Slutligen kan ICP-MS-enheten som är ansluten till utgången bestämma det ungefärliga antalet nanopartiklar av varje storlek. Denna kombination gjorde det möjligt för teamet att skilja mellan fria metalljoner, små hydroxidkolloider och nanopartiklar av olika storlekar, alla innehållande samma metallelement.

De testade sitt tillvägagångssätt på Resovist®, ett nanoläkemedel som används som kontrastmedel vid magnetisk resonanstomografi av levern. Analysen visade att endast 0,022 % av järnet i Resovist® fanns i jonform. Vid cirka 6,3 mikrogram per milliliter är denna försumbara mängd långt under skalan. Dessutom bekräftade teamet att de aktiva nanopartiklarna var mindre än 30 nanometer i diameter, med vissa aggregat runt 50 nanometer. Viktigt är att inga stora aggregat detekterades, vilket kunde minska kontrastmedlets effektivitet. Dessa resultat bekräftar både säkerheten och stabiliteten för Resovist® som nanomedicin.

Den föreslagna tekniken är särskilt relevant för framväxande cancerbehandlingar som använder guldnanopartiklar som läkemedelstillförselsystem eller metalliska partiklar för fototermisk terapi. Dessa avancerade behandlingar förlitar sig på den "förbättrade permeabilitets- och retentionseffekten (EPR)", som gör att nanopartiklar rinner ut från blodkärlen runt tumörer och ackumuleras i cancervävnad. "Eftersom många nya nanopartiklar består av metallbaserade nanopartiklar som aktiva ingredienser och tillförlitliga metoder för att utvärdera deras säkerhet och kvalitetskontroll kommer att främja deras utveckling och kliniska användning”Anmärkningar Dr Tanaka.

Dessutom sträcker sig detta nya analytiska tillvägagångssätt bortom läkemedel. Den kan också utvärdera säkerheten för metallnanopartiklar i livsmedelstillsatser, kosmetika och miljöprover för att säkerställa folkhälsan i flera sektorer. Forskarna visade sin mångsidighet genom att framgångsrikt analysera både negativt laddade joner (kisel) och positivt laddade joner (järn), vilket indikerar potentialen för en mängd olika nanomaterial.

Sammantaget ger denna forskning vägen till säkrare och mer effektiva nanomediciner och nanopartikelbaserade teknologier genom en mer omfattande bedömning av nanopartiklars sammansättning, kvalitet och stabilitet.

Källor: