Emulsje to mieszaniny przynajmniej dwóch wzajemnie nierozpuszczalnych cieczy, przy czym jedna występuje w postaci kropel, a druga jako faza ciągła. Ciecze te mogą tworzyć różne struktury – emulsje proste, wielokrotne oraz micelarne.
Dr hab. inż. Ewa Dłuska, profesor uczelni na Wydziale Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej postanowiła wykorzystać możliwości jakie stwarzają układy emulsyjne oraz metody badawcze i interdyscyplinarność inżynierii chemicznej łącząc doświadczenie zdobyte w Politechnice oraz na Uniwersytecie w Oksfordzie ze współpracą z Wydziałem Biologii UW oraz Instytutem Biochemii i Biofizyki PAN.
Obszarem jej zainteresowań są emulsje wielokrotne, które mogą być wykorzystywane jako nośniki i nanonośniki leków oraz komórek macierzystych. Dzięki swojej złożonej strukturze o hierarchicznej budowie typu „krople w kropli” dają możliwość zamykania w nich różnych składników aktywnych, zarówno leków, składników odżywczych, jak i kosmetyków.
W swoich badaniach uczona skupiła się na terapii nowotworów mózgu, w tym jednego z najbardziej agresywnych i śmiertelnych – glejaka wielopostaciowego.
O nowatorskim charakterze badań oraz ich wartości praktycznej opowiada kierownik projektu:
W naszym projekcie zaproponowaliśmy metodę, która polega na ominięciu bariery krew–mózg przez śródoperacyjne wprowadzenie ciekłego implantu w postaci emulsji wielokrotnej, do środowiska guza lub w miejsce po jego usunięciu. Emulsje wielokrotne pełnią tutaj rolę platformy, która w kontrolowany i selektywny sposób dostarcza lek do komórek rakowych. Postać emulsyjna leku tj. zamknięcie chemoterapeutyku w kropelkach wewnętrznych, które otoczone są kroplą przyjaznej dla organizmu substancji, np. oleju sojowego, oraz selektywne działanie dają możliwość obniżenia toksyczności chemoterapeutyków w stosunku do zdrowych komórek organizmu. Selektywność terapii uzyskuje się w wyniku zaczepienia na powierzchniach kropel emulsji odpowiednich przeciwciał rozpoznających komórki rakowe lub zastosowanie biomateriałów zmieniających swoje właściwości w środowisku guza – mówi dr hab. Ewa Dłuska.
Możliwość stopniowego uwalniania leku zapewniona jest poprzez dobór odpowiedniego rozmiaru kropel oraz składu, gęstości i lepkości cieczy będących składnikami emulsji. Lek, który się uwalnia z małych wewnętrznych kropelek natrafia na barierę w postaci dużych kropel przez które dyfunduje, uwalniając się stopniowo do komórek rakowych – dodaje naukowiec.
Warto podkreślić, że jednorazowe wprowadzenie implantu pozwala w sposób ciągły dostarczać lek przez co najmniej 72 godziny. Przeprowadzone badania in vitro wykazały, że tym sposobem można zniszczyć znacznie więcej komórek rakowych w porównaniu do tradycyjnego dożylnego podawania roztworu leku.
Aktualnie trwają prace nad matematycznym modelem dostarczania leku z emulsyjnego implantu, który uwzględnia procesy zachodzące w środowisku guza –co pozwoli na dobieranie dawki leku i określanie czasu terapii w odniesieniu do konkretnego pacjenta.
Projekt (2014/13/B/ST8/04274) pt.: „Emulsyjne platformy do kontrolowania i selektywnego uwalniania leków” realizowany jest dzięki funduszom Narodowego Centrum Nauki.
Jadwiga Pasiut
