Nowa era medycyny. Potencjał i innowacje nanonośników leku

• Autorzy: Sala Katarzyna , Ziarkowska Maria , Ruta-Kowalczyk Dagmara , Galas Julia , Bańkosz Magdalena , Tyliszczak Bożena

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2023.6.1

Warianty tytułu

EN

New era of medicine. The potential and innovation of drug nanocarriers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł koncentruje się na rozwijającym się polu nanomedycyny i jej wpływie na nowoczesne leczenie. Celem pracy jest przedstawienie przeglądu najnowszych osiągnięć i potencjalnych zastosowań nanonośników lekowych w medycynie. Artykuł rozpoczyna się od wprowadzenia w podstawowe koncepcje nanotechnologii i jej zastosowania w dostarczaniu leków. Następnie omawiane są różne typy nanonośników, w tym liposomy, dendrymery, nanocząstki metaliczne i polimerowe, wraz z ich unikalnymi właściwościami i mechanizmami działania. Podkreślono również wyzwania i ograniczenia związane z rozwojem i wdrożeniem nanonośników lekowych, takie jak toksyczność, stabilność i specyficzność dostarczania. Podkreślono znaczenie nanonośników i ich potencjalną rolę w przełomowych terapiach i indywidualizowanym leczeniu. Celem tego przeglądu jest zwiększenie świadomości na temat obecnego stanu nanomedycyny.

EN

The article focuses on the growing field of nanomedicine and its impact on modern medical treatment. The purpose of the paper is to provide an overview of recent developments and potential applications of drug nanocarriers in medicine. The article begins with an introduction to the basic concepts of nanotechnology and its applications in drug delivery. It then discusses various types of nanocarriers, including liposomes, dendrimers, metallic and polymeric nanoparticles, along with their unique properties and mechanisms of action. Challenges and limitations associated with the development and implementation of drug nanocarriers, such as toxicity, stability and specificity of delivery, were also highlighted. The importance of nanocarriers and their potential role in breakthrough therapies and individualized treatment is highlighted. The goal of this review is to raise awareness of the current state of nanomedicine.

Słowa kluczowe

PL

nośniki leków; nanotechnologia; nanocząstki

EN

drug carriers; nanotechnology; nanoparticles

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 44, nr 6
• Strony: 5--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., rys.

Twórcy

autor

Sala Katarzyna

• Katedra Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej i Fizyki, Politechnika Krakowska

autor

Ziarkowska Maria

• Katedra Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej i Fizyki, Politechnika Krakowska

autor

Ruta-Kowalczyk Dagmara

• Katedra Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej i Fizyki, Politechnika Krakowska

autor

Galas Julia

• Katedra Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej i Fizyki, Politechnika Krakowska

autor

Bańkosz Magdalena

• Katedra Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej i Fizyki, Politechnika Krakowska

• https://orcid.org/0000-0002-8016-7104

autor

Tyliszczak Bożena

• Katedra Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Materiałowej i Fizyki, Politechnika Krakowska

• https://orcid.org/0000-0002-2761-6185

Bibliografia

• [1] Zhao X., Zhao R., Nie G.: Nanocarriers based on bacterial membrane materials for cancer vaccine delivery. Nat. Protoc. 10 (17) (2022) 2240-2274, doi: 10.1038/s41596-022-00713-7.
• [2] Rana I., Oh J., Baig J., Moon J.H., Son S., Nam J.: Nanocarriers for cancer nano-immunotherapy. Drug Deliv. Transl. Res. 7 (13) (2023) 1936-1954, doi: 10.1007/s13346-022-01241-3.
• [3] Zhang Y. et al.: Nanocarriers for combating biofilms. Advantages and challenges. J. Appl. Microbiol. 3 (133) (2022) 1273-1287, doi: 10.1111/jam.15640.
• [4] Male D., Gromnicova R.: Nanocarriers for delivery of oligonucleotides to the cns. Int. J. Mol. Sci. 2 (23) (2022), doi: 10.3390/ijms23020760.
• [5] Has C., Sunthar P.: A comprehensive review on recent preparation techniques of liposomes. J. Liposome Res. 4 (30) (2020) 336–365, doi: 10.1080/08982104.2019.1668010.
• [6] Li M. et al.: Composition design and medical application of lipo somes. Eur. J. Med. Chem. (164) (2019) 640-653, doi: 10.1016/j. ejmech.2019.01.007.
• [7] Guimarães D., Cavaco-Paulo A., Nogueira E.: Design of liposomes as drug delivery system for therapeutic applications. Int. J. Pharm. (601) (2021) 120571, doi: 10.1016/j.ijpharm.2021.120571.
• [8] Sapkota R., Dash A.K.: Liposomes and transferosomes. A break through in topical and transdermal delivery. Ther. Deliv. 2 (12) (2021) 145-158, doi: 10.4155/tde-2020-0122.
• [9] Shah S., Dhawan V., Holm R., Nagarsenker M.S., Perrie Y.: Liposo mes. Advancements and innovation in the manufacturing process. Adv. Drug Deliv. Rev. (154–155) (2020) 102-122, doi: 10.1016/j. addr.2020.07.002.
• [10] Liu G., Hou S., Tong P., Li J.: Liposomes. Preparation, characteristics, and application strategies in analytical chemistry. Crit. Rev. Anal. Chem. 2 (52) (2022) 392-412, doi: 10.1080/10408347.2020.1805293.
• [11] Patil S., Mishra V.S., Yadav N., Reddy P.C., Lochab B.: Dendrimer- -functionalized nanodiamonds as safe and efficient drug carriers for cancer therapy. Nucleus penetrating nanoparticles. ACS Appl. Bio Mater. 7 (5) (2022) 3438-3451, doi: 10.1021/acsabm.2c00373.
• [12] Li X. et al.: Nano carriers for drug transport across the blo od-brain barrier. J. Drug Target. 1 (25) (2017) 17–28, doi: 10.1080/1061186X.2016.1184272.
• [13] Rodríguez-Acosta G.L., Hernández-Montalbán C., Vega-Razo M.F.S., Castillo-Rodríguez I.O., Martínez-García M.: Polymer-dendrimer hybrids as carriers of anticancer agents. Curr. Drug Targets 4 (23) (2022) 373-392, doi: 10.2174/1389450122666210906121803.
• [14] Alberto R.F.R., Joao R., de Los Angeles M.-F., Alberto M.M., Manuel Jonathan F.V., José C.B.: Principal physicochemical methods used to characterize dendrimer molecule complexes used as genetic therapy agents, nanovaccines or drug carriers. Curr. Pharm. Des. 21 (23) (2017) 3076-3083, doi: 10.2174/1381612823666170220 164535.
• [15] Ren Y. et al.: A drug-loaded amphiphilic polymer/poly(l-lactide) sha pe-memory system. Int. J. Biol. Macromol. (217) (2022) 1037-1043, doi: 10.1016/j.ijbiomac.2022.07.167.
• [16] Kotrchová L., Kostka L., Etrych T.: Drug carriers with star poly mer structures. Physiol. Res. suppl 2 (67) (2018) S293-S303, doi: 10.33549/physiolres.933978.
• [17] Kostka L., Etrych T.: High-molecular-weight HPMA-based polymer drug carriers for delivery to tumor. Physiol. Res. suppl 2 (65) (2016) S179-S190, doi: 10.33549/physiolres.933420.
• [18] Imperiale J.C., Acosta G.B., Sosnik A.: Polymer-based carriers for ophthalmic drug delivery. J. Control. Release (285) (2018) 106–141, doi: 10.1016/j.jconrel.2018.06.031.
• [19] Wen R., Umeano A.C., Chen P., Farooqi A.A.: Polymer-based drug delivery systems for cancer. Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst. 6 (35) (2018) 521-553, doi: 10.1615/CritRevTherDrugCarrier Syst.2018021124.
• [20] Ekladious I., Colson Y.L., Grinstaff M.W.: Polymer-drug conjugate therapeutics. Advances, insights and prospects. Nat. Rev. Drug Discov. 4 (18) (2019) 273-294, doi: 10.1038/s41573-018-0005-0.
• [21] Thakor P., Bhavana V., Sharma R., Srivastava S., Singh S.B., Mehra N.K.: Polymer-drug conjugates. Recent advances and future perspectives. Drug Discov. Today 9 (25) (2020) 1718-1726, doi: 10.1016/j.drudis.2020.06.028.
• [22] Chen Y., Feng X.: Gold nanoparticles for skin drug delivery. Int. J. Pharm. (625) (2022) 122122, doi: 10.1016/j.ijpharm.2022.122122.
• [23] Singh P., Pandit S., Mokkapati V.R.S.S., Garg A., Ravikumar V., Mijakovic I.: Gold nanoparticles in diagnostics and therapeutics for human cancer. Int. J. Mol. Sci. 7 (19) (2018), doi: 10.3390/ ijms19071979.
• [24] Zhang S., Sun J.: Nano-drug delivery system for the treatment of acute myelogenous leukemia. Univ. Med. Sci. 2 (51) (2022) 233-240, doi: 10.3724/zdxbyxb-2022-0084.
• [25] Dadwal A., Baldi A., Kumar Narang R.: Nanoparticles as carriers for drug delivery in cancer. Artif. Cells. Nanomed. Biotechnol. 2 (46) (2018) 295-305, doi: 10.1080/21691401.2018.1457039.
• [26] Lee S.H., Jun B.-H.: Silver nanoparticles. Synthesis and applica tion for nanomedicine. Int. J. Mol. Sci. 4 (20) (2019), doi: 10.3390/ ijms20040865.
• [27] Zeng W., Wen Z., Chen H., Duan Y.: Exosomes as carriers for drug delivery in cancer therapy. Pharm. Res. 4 (40) (2023) 873–887, doi: 10.1007/s11095-022-03224-y.
• [28] Kumari P., Ghosh B., Biswas S.: Nanocarriers for cancer-tar geted drug delivery. J. Drug Target. 3 (24) (2016) 179-191, doi: 10.3109/1061186X.2015.1051049.
• [29] Unsoy G., Gunduz U.: Smart drug delivery systems in cancer therapy. Curr. Drug Targets 3 (19) (2018) 202-212, doi: 10.2174/1389450117 666160401124624.
• [30] Zinger A., Cooke J.P., Taraballi F.: Biomimetic nano drug delivery carriers for treating cardiovascular diseases. Nanomedicine (33) (2021) 102360, doi: 10.1016/j.nano.2021.102360.
• [31] Cunha S., Amaral M.H., Lobo J.M.S., Silva A.C.: Lipid nanopartic les for nasal/intranasal drug delivery. Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst. 3 (34) (2017) 257-282, doi: 10.1615/CritRevTherDrugCarrier Syst.2017018693.
• [32] Mohamed N.A., Marei I., Crovella S., Abou-Saleh H.: Recent develop ments in nanomaterials-based drug delivery and upgrading treat ment of cardiovascular diseases. Int. J. Mol. Sci. 3 (23) (2022), doi: 10.3390/ijms23031404.
• [33] Raguram A., Banskota S., Liu D.R.: Therapeutic in vivo delivery of gene editing agents. Cell 15 (185) (2022) 2806-2827, doi: 10.1016/j. cell.2022.03.045.
• [34] Bombelli C., Giansanti L., Luciani P., Mancini G.: Gemini surfactant based carriers in gene and drug delivery. Curr. Med. Chem. 2 (16) (2009) 171-183, doi: 10.2174/092986709787002808.
• [35] Janssen M.J., Arcolino F.O., Schoor P., Kok R.J., Mastrobattista E.: Gene based therapies for kidney regeneration. Eur. J. Pharmacol. (790) (2016) 99-108, doi: 10.1016/j.ejphar.2016.07.037.
• [36] Bagre A., Patel P.R., Naqvi S., Jain K.: Emerging concerns of infec tious diseases and drug delivery challenges. W Nanotherano stics for treatment and diagnosis of infectious diseases, Jain K., Ahmad J. (red.), Academic Press, 2022, 1-23.
• [37] Loretz B., Oh Y.-K., Hudson S., Gu Z., Lehr C.-M.: Drug delivery for fighting infectious diseases: a global perspective. Drug Deliv. Transl. Res. 4 (11) (2021) 1316–1322, doi: 10.1007/s13346-021-01009-1.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).