Nanopartikkelit saattavat tarjota tulevaisuudessa apua esimerkiksi kuivan suun ongelmaan. Hampaan pintaan ja limakalvoille tarraavat nanohiukkaset voisivat myös suojata hammasta kariekselta ja eroosiolta. Nanolääketiede on ottanut isoja askeleita eteenpäin viimeisinä vuosikymmeninä, ja tietyillä erikoisaloilla nanolääkkeet auttavat jo potilaita.
Nanopartikkeleita hyödyntävä poikkitieteellinen lääkeaineluovutustutkimus pyrkii löytämään entistä tehokkaampia tapoja viedä lääkeaine täsmällisesti valittuun kohteeseen ja pitämään se siellä riittävän kauan. Nanolääketiede on päässyt pisimmälle syöpien hoidossa. Lääkkeiden kohdentaminen täsmällisesti syöpäkudokseen voi paitsi tehostaa hoitoa myös vähentää merkittävästi lääkkeiden haittavaikutuksia.
Nanopartikkeleita ohjataan hoidettavaan kohteeseen joko verenkierron kautta tai injektoimalla nanopartikkeleita paikallisesti. Suurin osa käytössä olevista lääkkeistä on toistaiseksi suoneen annettavia.
– Tämän kuljetustavan haasteena on elimistön puolustusmekanismi, jonka ansiosta osa lääkeaineesta päätyy suoraan maksaan tai pernaan, kuvailee Helsingin yliopiston biofarmasian professori Arto Urtti.
Paikallisantoreitit ovat Urtin mukaan tehokkaampia, mutta vaativat vielä paljon tutkimustyötä kehittyäkseen entistä luotettavammaksi.
– Esimerkiksi DNA- ja RNA-pohjaiset lääkkeet eivät pääsisi perille ilman saattavia nanopartikkeleita. Paikalliskuljetuksessa haasteena on saada solu nielaisemaan partikkelit (endosytoosi) ja etenkin onnistua vapauttamaan lääke solun sisällä oikeassa paikassa, ettei se päädy hajotettavaksi. Uusien materiaalien turvallisuus on myös oma haasteensa ja vaatii paljon tutkimusta.
Urtin ryhmä on tutkinut ja kehittänyt nanopartikkeleiden käyttöä silmäsairauksien hoidossa. Ryhmä on kehittänyt etenkin lääkeaineen vapauttamisen tarkkuutta käyttäen valolla aktivoituvia partikkeleita.
– Lyhyt 10–30 sekunnin valoaktivointi vapauttaa lääkkeen halutussa paikassa ja juuri haluttuna hetkenä, kertoo Urtti.
Nanohiukkaset ovat hyvin pieniä, tiukimman määritelmän mukaan 1–100 nanometrin kokoisia eli virusten kokoluokkaa. Vaikka nanolääkkeet ovat nimenomaan lisänneet turvallisuutta esim. syöpähoidoissa, on turvallisuus toisaalta suuri haaste ja nanopartikkeleiden kontrollointi vaatii paljon alan tutkimusta. Lääkeainekuljetuksessa käytettävien nanopartikkeleiden ei pitäisi läpäistä hallitsemattomasti solukalvoa ja niiden tulee hajota turvallisesti ja riittävän nopeasti elimistöstä.
– Juuri tähän liittyy riskejä. Nanohiukkasten käyttöön on vaikea saada myyntilupia, sillä viranomaiset pelkäävät, että hiukkaset jäävät elimistöön. Kauhuskenaario on, että nanohiukkaset kertyvät kudoksiin, läpäisevät solukalvon ja aiheuttavat muutoksia, kuten tuumorin muodostumista, selventää professori Pekka Vallittu.
Vallittu toteaa, että hammasalalla sovelluksia ei ole vielä käytössä, mutta nanotutkijat panostavat etenkin biofilmin muodostusta estäviin ja toisaalta hampaan pintaa mineralisoiviin sovelluksiin. Norjan yliopiston farmasian laitoksen tutkijat ovat analysoineet laboratorio-oloissa mm. liposomien potentiaalia tarttua hampaan pintaan. Norjalaistutkijoiden mukaan nanometrikokoluokan liposomihiukkaset ovat tarttuneet hyvin hampaan pintaan, olleet myrkyttömiä ja pysyneet stabiileina tekosyljessä. Osa tutkituista nanohiukkasista näyttäisi tuhoavan bakteereita jo itsestään sisältämiensä aineiden ansiosta. Farmasian tutkijat ovat tehneet tiivistä yhteistyötä myös kuivan suun hoitoon erikoistuneen klinikan kanssa. Yhteistyöprojektissa on kehitetty erityisiä limakalvoilla pysyviä, kostetutta säilyttäviä nanohiukkasia, jotka pystyisivät rakentamaan suojakerroksen limakalvolle.
Vaikka nanolääketieteessä ja nanoteknologiassa on paljon potentiaalia, Vallittu näkee, että nanoteknologiaan liitetään tänä päivänä paljon turhaakin ”hypetystä”, johon kannattaa suhtautua kriittisesti.
– Se on periaatteessa kolloidikemiaa, jota on tutkittu jo pitkään.
Vallittu haluaa nostaa esille esim. paikkausmateriaalit, joiden pakkauksissa saatetaan puhua nano-ominaisuuksista, vaikka hiukkaset näissä aineissa ovat monta sataa nanometriä, eivätkä ne näin täytä FDA:n (Food and Drug Administration) 1–100 nanometrin kriteeriä.
Urtti muistuttaa lopuksi, että nano liittyy paljon muuhunkin kuin lääketieteeseen ja on oikeastaan siirtynyt muilta tieteenaloilta tälle puolelle. Esimerkiksi nanopinnoitteet ovat paljon tutkittu osa-alue. Toisaalta nanoteknologiaan perustuvat pinnoitteet palvelevat myös hammaslääketiedettä:
Turussa tutkitaan mm. sooli-geeli-implanttipinnoitteita, joilla pyritään parantamaan implanttien kiinnittymistä luu- ja pehmytkudoksiin.
Lähteet:
Prof. Pekka Vallitun puhelinhaastattelu 24.8.2017.
Prodf. Arto Urtin puhelinhaastattelu 30.8.2017
Røsjø B. Nanopartikler kan beskytte tenner og munnhule. https://titan.uio.no/node/2134. Haettu 22.8.2017.