Polimerosomy są pęcherzykami utworzonymi z 10 do 30 nm grubości amfifilowej dwuwarstwy kopolimerów blokowych. W porównaniu z liposomami (o grubości dwuwarstwy 5 nm), są one bardzo stabilne i wytrzymałe, co czyni je potencjalnie idealnymi nośnikami leków i innych substancji aktywnych.
W niektórych sytuacjach niezbędne jest szybkie i kontrolowane uwolnienie zawartości zamkniętej w nośniku. Powinno się ono odbywać w precyzyjnie określonym miejscu oraz być wywołane przez konkretny sygnał. Istniejące obecnie nośniki otwierają się w wyniku np. zmiany pH środowiska. Wymaga to dodatkowej aplikacji czynników zmieniających pH, co nie zawsze jest korzystne z punktu widzenia przebiegu danej reakcji chemicznej.
Nowa strategia ma na celu wykorzystanie fizycznego bodźca, takiego jak światło, pozwalającego na gwałtowna modyfikację struktury fizycznej nośników na poziomie molekularnym i uwolnienie ich zawartości.
W tym celu przygotowano odpowiednio zbudowane, asymetrytryczne polimerosomy, w których każda warstwa składała się z różnych typów dwublokowych kopolimerów. Jeden z nich był niewrażliwy na działanie zdalnych sygnałów, podczas gdy część hydrofobowa drugiego kopolimeru była polimerem ciekłokrystalicznym. Faza ciekłokrystaliczna jest znana z tego, że reaguje na czynniki, takie jak pole magnetyczne lub elektryczne oraz temperaturę i światło (jeżeli mezogen jest chromatoforem), co prowadzi do zmian konformacyjnych w jej obrębie.
Inertnym kopolimerem był polietylenoglikol-b-polibutadien (PEG-b-PBD), natomiast drugim polietylenoglikol-b-PMAazo444. Jednostka mezogenowa zawierała grupę azobenzenową, która przechodziła naturalną tranzycję ze stanu trans do cis pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Z kolei w polimerze ciekłokrystalicznym izomeryzacja ta wywoływała zmianę z konformacji pręta do cewki.
Ryc. 1. Struktura chemiczna kopolimerów zastosowanych do konstrukcji polimerosomów.
W opisanym badaniu wykorzystano promieniowanie ultrafioletowe, które w ciągu milisekund prowadziło do otwarcia polimerosomów.
Ryc. 2. Zmiany strukturalne w obrębie błony polimerosomu pod wpływem światła UV, prowadzące do uwolnienia jego zawartości.
Wyniki te pokazują ogólną strategie wytwarzania i zastosowania polimerosomów do kontrolowanego uwalniania, zawartych w nich substanji aktywnych. Możliwe jest także zaprojektowanie polimerosomów, w których do uwolnienia substancji aktywnej dochodzi pod wpływem innych bodźców, takich jak np. temperatura czy pole elektryczne lub magnetyczne. Technologia ta może zapewnić szerokie spektrum zastosowań, zarówno w medycynie jak i w kosmetologii.
Oprac.: Agnieszka Graczyk
Źródło: Elyes Mabrouk, Damien Cuvelier, Franc ¸oise Brochard-Wyart, Pierre Nassoy1, and Min-Hui Li. Bursting of sensitive polymersomes induced by curling. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Apr 21.
