Polymerní nanočásticové theranostikum citlivé na změnu teploty a přítomnost reaktivních forem kyslíku sledovatelné 19F magnetickou rezonancí

0539177 - ÚMCH 2022 RIV CZ cze L - Prototype, f. module
Kolouchová, Kristýna - Groborz, Ondřej - Černochová, Zulfiya - Hrubý, Martin
Polymerní nanočásticové theranostikum citlivé na změnu teploty a přítomnost reaktivních forem kyslíku sledovatelné 19F magnetickou rezonancí.
[Thermo- and reactive oxygen species-responsive self-assembled polymer nanoparticle tracer for 19F magnetic resonance imaging theranostics.]
Internal code: HF1 ; 2021
Technical parameters: Blokový kopolymer poly[N-(2-hydroxypropyl)methakrylamid]-block-poly[N-(2,2-difluorethyl) akrylamid] (hmotnostně střední molekulová hmotnost Mw hydrofilního bloku 8,68 kDa, disperzita 1,11, Mw kopolymeru 32,3 kDa, disperzita 1,22) s na reaktivní formy kyslíku (ROS) reagujícím monomerem N-[2-(N'-ferrrocenylamido)ethyl]akrylamidem (FcAEA) (0,49 ± 0,12 mol.%) v termoresponsivním bloku. Monomerní jednotka FcAEA je hydrofobní a diamagnetická v redukovaném elektroneutrálním (Fe(II), ferrocen) stavu, ale hydrofilní a paramagnetická v oxidovaném (Fe(III), ferroceniový kationt) stavu. Tuto vlastnost lze použít pro theranostické účely, protože vysoké hladiny ROS jsou typické pro nádorovou a zanícenou tkáň. V redukovaném stavu zůstávají tyto nanočástice samoasociované (s kritickou asociační koncentrací 14,1 ± 1,9 mg·L−1) s enkapsulovaným léčivem doxorubicinem, zatímco po oxidaci v ROS-bohatém nádoru nebo zanícené tkáni se léčivo uvolňuje a současně se mění magnetické vlastností ferrocenové části, což lze sledovat pomocí 19F-MRI.
Economic parameters: Zvýšení konkurenceschopnosti novým produktem a tím zvýšení obratu, výrobní cena 29200 Kč/g.
R&D Projects: GA MŠMT(CZ) LTC19032
Keywords : thermoresponsivity * redox responsivity * reactive oxygen species * polymer * 19F MRI * drug delivery system * theranostics
OECD category: Pharmacology and pharmacy

Blokový kopolymer poly[N-(2-hydroxypropyl)methakrylamid]-block-poly[N-(2,2-difluorethyl) akrylamid] (hmotnostně střední molekulová hmotnost Mw hydrofilního bloku 8,68 kDa, disperzita 1,11, Mw kopolymeru 32,3 kDa, disperzita 1,22) s na reaktivní formy kyslíku (ROS) reagujícím monomerem N-[2-(N'-ferrrocenylamido)ethyl]akrylamidem (FcAEA) (0,49 ± 0,12 mol.%) v termoresponsivním bloku. Monomerní jednotka FcAEA je hydrofobní a diamagnetická v redukovaném elektroneutrálním (Fe (II), ferrocen) stavu, ale hydrofilní a paramagnetická v oxidovaném (Fe (III), ferroceniový kationt) stavu. Tuto vlastnost lze použít pro theranostické účely, protože vysoké hladiny ROS jsou typické pro nádorovou a zanícenou tkáň. V redukovaném stavu zůstávají tyto nanočástice samoasociované (s kritickou asociační koncentrací 14,1 ± 1,9 mg·L−1) s enkapsulovaným léčivem doxorubicinem, zatímco po oxidaci v ROS-bohatém nádoru nebo zanícené tkáni se léčivo uvolňuje a současně se mění magnetické vlastností ferrocenové části, což lze sledovat pomocí 19F-MRI.

Poly[N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide]-block-poly[N-(2,2-difluoroethyl) acrylamide] block copolymer (weight average molecular weight Mw of the hydrophilic block 8.68 kDa, dispersity 1.11, Mw of copolymer 32,3 kDa, dispersity 1.22) with reactive oxygen species (ROS)-reactive monomer N-[2- (N'-ferrocenylamido)ethyl]acrylamide (FcAEA) (0.49 ± 0.12 mole %) in thermoresponsive block. The FcAEA monomer unit is hydrophobic and diamagnetic in the reduced electroneutral (Fe(II), ferrocene) state, but hydrophilic and paramagnetic in the oxidized (Fe(III), ferrocene cation) state. This property can be used for theranostic purposes because high levels of ROS are typical for tumor and inflamed tissues. In the reduced state, these nanoparticles remain self-associated (with a critical association concentration of 14.1 ± 1.9 mg·L−1) with the encapsulated drug doxorubicin, while after oxidation in a ROS-rich tumor or inflamed tissue, the drug is released and at the same time changes in magnetic properties of the ferrocene part can be monitored by 19F MRI.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0316893