Καινοτόμα υβριδικά νανοσωματίδια αργύρου-οξειδίου του σιδήρου πολλαπλής λειτουργικότητας για θερανοστικές εφαρμογές στον καρκίνο του γλοιοβλαστώματος

Abstract

The purpose of this research dissertation is the study of synthesis of multi sensitive hybrid nanoflowers with different qualities in order to achieve the diagnosis and therapy of glioblastoma. The conducted research is divided into four projects. The first project was the successful synthesis of hybrid silver – iron oxide nanoflowers and the study of the parameters of the formation reaction, in order to gain more in depth knowledge concerning their effect on the final outcome of the synthesis. The nanoflowers were characterized as far as their physicochemical properties were concerned and that was followed by a detailed biological evaluation to assess their theranostic potential in glioblastoma. In the second and third project, the nanoflowers were encapsulated into liposomes and red blood cell membranes, respectively. In both cases, the drug lidocaine was chosen and co-encapsulated. The main goal of the projects was to enhance the biocompatibility of the nanoflowers. In parallel, there were studied the differences between the synthetically derived phospholipid layer (liposomes) and the nature derived phospholipid layer (red blood cells membranes) along with how they affect the biological action of the nanoparticles. Lastly, during the fourth project the active targeting ability of the nanoparticles was studied, after their modification by transferrin. The choice of the targeting agent was based on the selective binding of transferrin to the blood brain barrier (BBB), which is a key point in order to achieve efficient drug delivery into the brain for the diagnosis and treatment of glioblastoma.

Στόχος της παρούσας διατριβής είναι η διερεύνηση της σύνθεσης πολυλειτουργικών νανολουλουδιών με διαφορετικές ιδιότητες με στόχο τη χρήση τους στη διάγνωση και θεραπεία του γλοιοβλαστώματος. Η ερευνητική δραστηριότητα χωρίζεται σε τέσσερις ενότητες. Στην πρώτη ενότητα συντέθηκαν με επιτυχία υβριδικά νανολουλούδια αργύρου – οξειδίου του σιδήρου και πραγματοποιήθηκε μελέτη των παραγόντων που επηρεάζουν την αντίδραση σχηματισμού τους, με σκοπό την καλύτερη κατανόησή της. Τα νανολουλούδια χαρακτηρίστηκαν ως προς τις φυσικοχημικές τους ιδιότητες και ακολούθησε η βιολογική τους αξιολόγηση για τη διερεύνηση των αντικαρκινικών ιδιοτήτων τους και την αξιολόγηση της διαγνωστικής τους ικανότητας στον καρκίνο. Στη δεύτερη και τρίτη ενότητα πραγματοποιήθηκε εγκλωβισμός των νανολουλουδιών σε λιποσώματα και επικάλυψη των νανολουλουδιών με μεβράνες ερυθρών αιμοσφαιρίων, αντίστοιχα. Και στις δύο περιπτώσεις πραγματοποιήθηκε συν-ενθυλάκωση του επιλεγμένου φαρμάκου, δηλαδή της λιδοκαΐνης. Στόχος ήταν η βελτίωση της βιοσυμβατότητας των νανολουλουδιών και η σύγκριση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων και της βιολογικής δράσης μεταξύ της λιπιδικής διπλοστοιβάδας που προέρχεται από συνθετικά λιπίδια (λιποσώματα) σε σχέση με τη λιπιδική διπλοστοιβάδα προερχόμενη από φυσικά λιπίδια (μεμβράνες ερυθρών αιμοσφαιρίων). Τέλος, στην τέταρτη ενότητα μελετήθηκε η ενεργητική στόχευση του γλοιοβλαστώματος, που επιτεύχθηκε στα νανοσωματίδια μέσω της τροποποίησής τους με το μόριο της τρανσφερίνης. Η επιλογή της τρανσφερίνης βασίστηκε στην εκλεκτικότερη αλληλεπίδραση που παρουσιάζει με τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, το σημείο κλειδί για τη διάγνωση και θεραπεία του γλοιοβλαστώματος.