Выполнение обещания наномедицины

Использование нанотехнологий в науках о жизни отрасли дал ученых может изменить мир медицины. Вот некоторые из знаменательных событий доводится до конца.

Потенциал нанотехнологий, казалось бы, бесконечной, обещая все от самоочистки. Vindows и текстиль для наномашин, которые генерируют белков (в зависимости от планов, намеченных ДНК) для создания наноразмерных, упорядоченных структур для электронных компонентов). В результате, нанотехнологии, особенно в области наук о жизни, были главной движущей силой исследовательской деятельности и интереса инвесторов со стороны правительств и промышленности. В самом деле, в прошлом году, правительство налил $ 18,3 млрд. в области нанотехнологий связанных R

Наноразмерных диапазон обозначает все меньше 100 нм. Существенно, что в наномасштабе, материалы разительно отличается свойствами против своих коллег макроуровне. Нанонаука исследует влияние этих свойств на материалы, людей или окружающей среде, в то время как нанотехнологии целью использовать эти свойства для создания принципиально новых структур, устройств и систем для различных отраслей промышленности.

Применение нанотехнологии для медико-биологических и фармацевтических наук - то, что сейчас называют нанобиотехнологии - позволяет создавать материалы и изделия, которые взаимодействуют с телом на субклеточном весы с высокой степенью специфичности. По мнению Эндрю Бродерик, старшим консультантом в НИИ Консалтинг Business Intelligence, наибольшее влияние нанобиотехнологии была в использовании наноматериалов, предлагая улучшенные преимущества по производительности для медико-устройства покрытий, диагностических средств отличие от аналитических компонентов в наноразмерных устройств biodetection и передовые наркотиков доставки систем. Так это беспрецедентный рост нанобиотехнологии R

Технические и неопределенности рынка, такие, как нормативные рамки и стандарты, скорее всего нрав темпы развития и продлить сроки, в которые возникают возможности, в соответствии с Бродерик (рис. 1). "В настоящее время, наиболее важным бизнес влияния нанотехнологий является то, что он призвал людей выявлять новые возможности, уникальные для нано и оценить потенциал для сшивания с другими технологиями, предлагает прорыв решений в различных областях применения."

Некоторые из ранних побед в Нанобио, как ожидается, в области диагностики. Компании, работающие в этой области включают наносферы Светящиеся и Invitrogen, которая приобрела квантовых точек в октябре прошлого года, а также подразделение по BioPixels BioCrystal ООО поддержать его Molecular Probes бизнеса. Некоторые микронных масштабах технологий, которые доказали свою ценность на рынке (например, микрочипов платформ Caliper технологий, Affymetrix и Nanogen) и рассматриваются в качестве платформы для наноразмерных биоанализ в настоящее время доведена до улучшить чувствительность и молекулярного узнавания. Polyprobe запатентовал самосборки ДНК дендримеров, которые функционируют как гибридизация агентов для выявления последовательности нуклеиновых кислот.

Есть также абитуриентов в установленном рынка микрочипов, что использование атомной советы силовой микроскоп, чтобы обнаружить гораздо меньшее количество материала (например, BioForce Нанонауки и Nanolnk), для которых усиление не представляется возможным.

Доставка лекарств приложений обеспечит решение проблемы разрешимости, а также предлагают возможности внутриклеточной доставки. Использование нанотехнологий в имплантируемых устройств также привлечения внимания лидеров индустрии, как наноразмерные архитектуры представляет собой более размера соответствующих интерфейс для биологических систем. Компании, занимающиеся разработкой таких систем включают iMEDD, что травление нанопор в имплантируемых устройств с наркотиками доставки для контролируемого высвобождения терапии, а также сердечно-сосудистой системы медицинского работника продукцию Guidant и инсулиновой помпы Medtronic производителя.

Кроме того, изыскиваются устойчивых источников энергии для имплантируемых наноустройств. 6,5 млн. долл. США mulidisciplinary национальные усилия ведется разработка нано-размеров аккумулятор, который будет власть искусственной сетчатки, разработанных на Дохени глазной центр, Univ. Южной Калифорнии, чтобы исправить некоторые формы макулярной дегенерации. Между тем, biomimics, а именно биологического имплантатов, таких как совместные заменителей и искусственных кровеносных сосудов, в настоящее время изучаются под эгидой тканевой инженерии. Поздний шаровары на рынке будет состоять из нанороботов или "нанороботов" (например, клеточные компоненты, которые могут быть разработаны для создания белков, ферментов и энергии, или даже к детоксикации крови) может осуществлять комплексный диагностики и лечения в изысканной и минимально инвазивных процедур.

Всеобщая на каждом этапе этого процесса является необходимость финансирования и поддержки. Государственные фонды нередко обеспечивают раннего инвестирования в этих высокой степенью риска и высокой выигрыша технологий, но венчурного капитала будет доводить их до конца. Речь идет о США, Национального института $ 43 млн пакет субсидии здравоохранения построить 4 наномедицины R

Один водитель на эти инвестиции, скажем, различных аналитиков, нависшей истечения срока действия патентов защиты firstgeneration терапевтических белков - блокбастеры, такие как инсулин, гормон роста человека и эритропоэтин в сочетании с перспективами жесткой конкуренции, что эти пионеры потенциально грозит от biogeneric компаний точки зрения производственных процессов и приложений наркотиков.

Введите наночастиц - лиц, которые могут быть спроектирован в лекарственных форм для преодоления многих проблем, возникающих в связи с индивидуальных лекарственных средств и биопрепаратов, а именно: плохая растворимость, ограниченная химическая стойкость в пробирке и в естественных условиях (после введения), плохая биодоступность и потенциально сильные побочные эффекты. Это не удивительно, почему фармацевтические компании обращаются к нанотехнологии пути улучшения клинической эффективности их первого поколения терапии - и для защиты своей интеллектуальной собственности.

Наночастицы в терапии

Наночастиц носителей (например, наркотиков нанокристаллов и наноструктурированных носителей липидов (НЖК)) являются одним из способов преодоления проблемы доставки лекарств. Фламель технологий в Лионе, Франция, используя свое Медузы наркотиков инкапсуляции платформа для создания самоорганизующихся, polyamino системы наночастиц кислоты, которая связывает наркотиков в решетке белка и перевозчиком. После инъекции, решетка разрушается, обеспечивая наркотиков постепенно с течением времени. Фламель объединилась с Bristol Myers Squibb для разработки и маркетинга инъекционные формы Медузы основе человеческого инсулина называется Basulin, который поддерживает хорошие крови инсулина в течение 24 ч.

Нанозонды '1,4 нм кластеров золота (Nanogold) включать органические оболочки и спейсеры, которые позволяют привязки к биомолекул, таких, как тиоловых или амины содержащих пептидов и белков. Nanogold частиц ковалентно придают пептидов, а их коллоидных золотых компонент позволяет ученым визуализировать молекулы, ткани и других структур nonradioactively в гибридизация, гель окраски, пептид или РНК маркировки.

Некоторые наноструктур, таких как фуллерены, являются наркотиками самих кандидатов, так как они позволяют точно прививки активных химических групп, в 3-мерных направлениях. C-Sixty обнаружил, что C60 фуллерена (кластеры атомов углерода C60), которые фирма изменение для повышения биологической и растворимости, является мощным антиоксидантом. Недавно компания заключила соглашение с Merck

Препараты с чувством направленности

Помимо предлагает решение проблемы разрешимости, нанобиотехнологии оказывает адресную или "умных" возможности доставки. Технологии Pathfinder, инновационной Райнер Мюллер в Свободный университет. Берлин, Германия, основан на выявлении естественных механизмов для локализации материала (например, белки) в различных частях тела и использует эти принципы для регулируемого производства на конкретных участках наночастиц перевозчиков. Эти перевозчики адсорбировать ориентации молекулы (или "пионеров") от крови. Адсорбированных орган определяет ячейки, к которым наночастиц поездки.

Мюллер определены аполипопротеина Е (AE), а белок, который поглощается преимущественно головного мозга. Он разработал нанокристаллов с физико-химических свойств поверхности необходимо поглощать аЕ из крови, и включены atovaquone, препарат для лечения болезни Лайма, в кристалл. После внутривенного введения, частицы "накоплен достаточно терапевтического уровня BBB", говорит Мюллер. Патент США был предоставлен (Радтк и Мюллер, 2001b), и Европейский патент в процессе ее выдачи.

Дендримеров - весьма разветвленной полимерных макромолекул структуру концентрических оболочек - также химии поверхностных явлений, которые могут быть изменены, чтобы провести лекарственных препаратов или молекул, для ткани особого признания. Дендритные нанотехнологий (DNT) готовится к Фаза FDA клинических испытаний, чтобы продемонстрировать способность его звездообразования и Priostar дендримеров, чтобы доставить точное количество наркотических средств или контрастных агентов на определенные места человеческого тела. В 2005 году Dow передаст всей своей дендримера связанных патентный портфель - около 200 патентов - для DNT (который уже имеет 30 дендримера связанных патенты), в обмен на крупный пакет акций в компании.

Между тем, Starpharma Holdings ООО, которое имеет 42% долевого участия в DNT, работы с измененными дендримеров, что выставка "polyvalency", или близость к нескольким регионам на мишени. VivaGel компании (SPL7013 гель) - первый дендримера основе заявления, поданного в FDA одобрение контролирующих инстанций - это актуальные вагинальных микробицидов, что предотвращает передачу ВИЧ-инфекции и различных половых инфекционных заболеваний. В отличие от других наночастиц, SPL7013 подвиги механических свойств дендримеров в качестве основы, а не транспортного средства, для терапии. Гель содержит анионные поли (amidoamine) (PAMAM) дендримеров, который связывается с белком ВИЧ gp120 поверхности, тем самым вмешиваясь в слиянии молекулы с ВИЧ человеческих Т-клеток (рис. 2-4). В прошлом месяце FDA предоставлен "ускоренного" статус VivaGel - обозначение, что позволяет данному нового препарата двигаться более быстрыми темпами по нормативно-процесс утверждения. VivaGel В настоящее время начинается второй фазы клинических испытаний.

Сильно ветвистый, но компактный PAMAMs (2 -13 нм в диаметре.) Служат основой для целенаправленной борьбы с раком наркотиков платформа предоставления дизайн Univ. из Мичигана Джеймс Бейкер, младший Его G5 дендримеров, с диаметром 5 нм и достаточно поверхности приложить столько же, как 110 ориентации, терапевтических и / или изображений молекул, была использована для парома метотрексата противораковых препарата в раковые клетки использовании фолиевой кислоты в качестве ориентации молекулы. Фолиевая кислота целей фолиевой кислоты рецепторов, что многие раковые клетки overexpress.

При проведении испытания в лаборатории мышей, получивших инъекции человека эпителиальных клеток рака, эти метотрексата нагрузкой дендримеров в 10 раз более эффективно, чем препарат только в задержке роста опухоли и менее токсичен для мышей, чем противоопухолевого препарата в одиночку. Бейкер приступила компания Avidimer терапии (ранее NanoCure Corporation), с помощью которого он надеется начать испытания на человеке в течение ближайших нескольких лет.

Благодарности

Редактор хотел бы поблагодарить ы Cientifica ООО (Мадрид, Испания) главный исполнительный директор компании Тим Харпер (<a href="mailto:tim.harper@cientifica.com"> tim.harper @ <cientifica.com />) , главный научный сотрудник, Cristina римской Vas, за их руководство и специалистов. Cientifica в "Нанотехнология Возможность доклад", второе издание, Лондон (июнь 2003) был бесценный ресурс. Посетите <a target="_blank" href="http://www.aiche.org/cep" rel="nofollow"> www.aiche.org / <белыми /> для полного набора таблиц, описывающих технологических платформ нанотехнологии компаний, работающих в отрасли науки о жизни

RITA D'AQUINO

КЭП

С TIM Харпер и VAS CRISTINA РОМАН

CIENTIFICA LTD.