DENDRIMERIUTILIZARI IN MEDICINA

Realizator:Şerbu Elena

CUPRINS:

•INTRODUCERE•STRUCTURA•METODE DE SINTEZA•PROPRIETATI SI CARACTERISTICI•APLICATII IN MEDICINA

Dendrimerii reprezinta structuri tridimensionale nanometrice, ce prezinta anumite capete libere care se pot cupla si, datorita acestora pot transporta molecule de natura diferita,de la agenti terapeutici la molecule fluorescente.

Denumirea de "dendrimer" provine de la gr. "dendros" insemnand arbore si "meros", parte.

STRUCTURADendrimerii sunt macromolecule

polimerice perfect monodisperse, constituite din secvente repetitive de monomeri, posedand o arhitectura tridimensionala regulata si inalt ramificata. Spre deosebire de polimerii traditionali, dendrimerii sunt supramolecule unic centrate, continand trei componente structurale : unitate centrala noduri unitati periferice

STRUCTURA•Unitatea centrala este inconjurata

repetitiv, de unitati identice si ramificate numite noduri ce determina generatiile (G-n, n>1)

terminand cu grupele functionale numite unitati

periferice care

joaca un rol important in

proprietatile fizico-chimice ale dendrimerului.

STRUCTURAGeneratia

Reprezinta ramificarea extensiva, de la centrul dendrimerului spre suprafata. Numarul punctelor de ramificare din centru pana la suprafata dendrimerului determina numarul de generatie. Un dendrimer cu cinci puncte de ramificare reprezinta un dendrimer de generatiea a cincea (G5)

Metode de sinteza traditionale ale dendrimerilor

Dendrimerii se pot sintetiza prin doua metode:

•metoda divergenta •metoda convergenta

Metoda de sinteza divergenta•se efectueaza pornind de la miez spre

periferie,atasand, pe suprafata multifunctionala a dendrimerului, un numar din ce in ce mai mare de molecule mici(monomeri).

Metoda de sinteza convergenta•se efectueaza de la periferie inspre core,

asociind molecule din ce in ce mai mari, denumite dendroni, si avand in permanenta o functiune la nivelul core-ului.

Cum se construieste un dendrimer?

1.Proiectare computerizata

2.Sinteza-genereaza materialul pe care se vor efectua teste

3.Testare-rezultatele determinand remodelarea urmata de sinteza pana se ajunge la proprietatile dorite

Proprietati si caracteristici Un dendrimer poate avea stratul periferic

hidrosolubil si nucleul hidrofob, pe aceasta proprietate bazandu-se transportul unor medicamente, prin sange, pana la obiectivele-tinta din organism.

De asemenea, exista dendrimeri polari/nepolari, avand in componenta atat monomeri organici, cat si atomi metalici care se comporta diferit in medii diferite.

Proprietati si caracteristici

•Principalele proprietati ale dendrimerilor datorita carora acestia sunt utilizati in medicina sunt:

•diametrul dendrimerului nu depaseste cativa nanometri

•solubilitatea in apa•suprafata functionala modificabila • forma controlata, dimensiuni exacte si o

extraordinara diversitate a functiunilor periferice (teoretic inepuizabile)

Proprietati si caracteristici• compatibilitatea aproape perfecta cu alte

nanomolecule, de exemplu ADN, nanocristale metalice sau nanotuburi de carbon

• un potential remarcabil de auto-asamblare• capacitatea de a combina simultan

compusi minerali si organici• cavitatile formate in interiorul acestor

arhitecturi dendritice constituie o alta caracteristica a acestora. Aceste cavitati pot fi utilizate pentru a incapsula molecule mai mici, formand astfel boxe dendritice.

Aplicatii Dendrimerii prezinta proprietati

particulare de solubilitate, vascozitate, stabilitate termica care permit o plaja larga de aplicatii, in chimia combinatorie, medicina si nanostiinta. Diversele aplicatii ale dendrimerilor se datoreaza proprietatilor intrinseci ale acestora: functiuni accesibile la suprafata, porozitate, prezenta cavitatilor, accesibilitate spre centru.

Aplicatii farmaceutice

•Transportul medicamentelor•Dendrimerii utilizati drept

nanomedicamente•Terapia anticancer:

▫Terapia prin captarea neutronilor de Bor ▫Terapie genica▫Sistemele de administrare a medicamentelor▫Nanodispozitive inteligente pentru depistarea si

tratarea cancerului

Sisteme de transport al medicamentelor

• Dendrimerii au atras atentia ca posibili transportori de medicamente datorita proprietatilor lor unice cum ar fi: structura tridimensionala bine definita, numeroase grupari functionale accesibile la suprafata, indice de polidispersitate scazut si capacitatea lor de a imita. ▫Moleculele de medicament pot fi incarcate atat in

interiorul dendrimerilor, precum si atasate la gruparile de suprafata. Dendrimerii pot incapsula medicamentele in cadrul structurii dendritice, sau pot interactiona cu medicamentele prin intermediul gruparilor functionale terminale datorita legaturilor electrostatice sau covalente

Terapia prin captarea neutronilor de Bor

•reprezinta o noua abordare in tratamentul cancerului.▫ In prima etapa, pacientul este injectat cu o

substanta farmaceutica non-radioactiva care migreaza selectiv la celulele canceroase. Aceasta substanta contine un izotop stabil al Borului .

In a doua etapa pacientul este iradiat cu un fascicul neutru de energie redusa sau neutroni termici. Neutronii reactioneaza cu borul din tumora generand particule alfa, care distrug tumora lasand celulele sanatoase neafectate .

▫dendrimerii grefati cu atomi de bor au aratat rezultate promitatoare in aceasta terapie.

Dendrimerii utilizati ca nanomedicamente

Unele tipuri de dendrimeri s-au dovedit a fi:

•antibacteriene puternice impotriva bacteriilor Gram pozitive si Gram negative

•antivirale impotriva virusului herpes simplex

•antivirale impotriva HIV inhiband etapa timpurie a absorbtiei virusului in celula si mai tarziu replicarea virala interferand cu activitatile enzimei revers-transcriptaza si/sau integraza

Dendrimerii in transfectia genelor

•Transfectia reprezinta procesul de introducere deliberata a acizilor nucleici in celule.▫Dendrimerii pot actiona ca transportori, numiti

vectori, in terapia genica, dendrimerii PAMAM fiind testati ca transportori de material genetic. Un reactiv de transfectie numit SuperFectTM

constituit din dendrimeri activati este disponibil in comert. Dendrimerii activati pot transporta o cantitate mai mare de material genetic decat virusii. Complexele SuperFect–DNA sunt caracterizate de o stabilitate mare si un transport mai eficient de ADN in nucleu decat lipozomii

Nanodispozitive inteligente pentru depistarea si tratarea cancerului

Aceste dispozitive :• localizaza si patrund in celulele

canceroase,facandu-le vizibile;•transporta un agent terapeutic pentru a

ucide celulele tumorale;•determina răspunsul la tratamentul

terapeutic şi identifica identifica celulele canceroase reziduale;

Aceste obiective pot fi atinse datorita unor dendrimeri multifunctional care:

• Transporta specific medicamentul in celulele canceroase folosind agenti de localizare ai tumorii

• Pentru monitorizare si vizualizare, se ataseaza dendrimerului molecule fluorescente detectabile

DENDRIMERUL MULTIFUNCTIONAL IN FAZA DE MODELARE SI PROIECARE

Aplicatii non-farmaceutice

•Diagnosticare si imagistica medicala

Agenti de contrast in rezonanta magneticaMoleculele de dendrimeri nu sunt in mod natural paramagnetice. Din acest motiv a fost necesara grefarea cu molecule de oxid de fier sau gadoliniu pentru a-i transforma in agenti de contrast in rezonanta magnetica Dendrimerii cu rol de catalizatori/enzimePrin grefarea unor metale (Rh, Ru, Pd, Pt, Au, Fe) la suprafata dendrimerului sau in cavitatile sale interioare se obtin metalodendrimeri care se folosesc drept catalizatori in reactiile de cataliza. Agenti utilizati in imagistica optica

… studiul dendrimerilor va cunoaste, in urmatorii ani, un avant considerabil, avand in vedere performantele lor exceptionale, legate de structura, flexibilitate, porozitate si obtinerea altor proprietati dorite.

Ei constituie o grupa aparte de materiale avansate, aflata la zona de contact dintre chimie, industria medicamentelor, biologie, medicina si nanostiinte. Aceasta clasa de compusi si implicit chimia lor vor juca un rol cheie in nanotehnologia sec. XXI.