Študentskou osobnosťou Slovenska je farmaceutka z UK: Nechcem len stáť za katedrou a diktovať fakty

Dominika Žigrayová je doktorandkou v odbore farmácia na Katedre galenickej farmácie Farmaceutickej fakulty Univerzity Komenského. Venuje sa výskumu nanočastíc v liečivách, za ktorý získala ocenenie Študentská osobnosť Slovenska v akademickom roku 2023/2024 v kategórii Farmácia. Výsledky jej výskumu publikovali renomované zahraničné časopisy a prezentovala ich aj na medzinárodných vedeckých konferenciách.


29. 01. 2025 09.00 hod.
Od: Redakcia Našej univerzity

Výskumu nanočastíc v liekoch sa venuje už od prvého ročníka svojho štúdia. Nanočastice môžu slúžiť ako nosiče liečiv, ktoré umožňujú presný a cielený transport lieku v tele. Cieľom je zvýšiť účinnosť liečby a znížiť vedľajšie účinky liekov.

Ako a kedy ste sa vôbec dostali k výskumu nanočastíc v liekoch?

Už počas prvého ročníka som sa zaoberala nanočasticami ako liekovou formou. Granty som si podávala už vtedy, aby som si mohla vylepšiť vybavenie na výskum. Mojím školiteľom je profesor Peter Mikuš, garant pre farmaceutickú chémiu, a konzultantkou je vedúca katedry, doktorka Veronika Mikušová. Moja práca je na jednej strane chemická, keďže vytváram nosič pre liečivo, ale aj technologická, pretože zároveň zabudovávam liečivo do liekovej formy.

V čom spočíva výhoda nanočastíc?

Zvyšujú účinnosť liečby, minimalizujú vedľajšie účinky. Okrem toho znižujú potrebnú dávku lieku, pretože ho transportujú do poškodenej štruktúry cieľového orgánu. Taktiež predlžujú účinok, zlepšujú vstrebateľnosť a znižujú toxicitu liečiv.

V akej fáze je váš výskum nanočastíc ako liekovej formy?

Najskôr sme zisťovali podmienky pre tvorbu nanočastíc, aby sme nevymýšľali niečo, čo už v iných krajinách funguje. Zamerali sme sa na nanočastice na báze polosyntetickej zlúčeniny – chitozánu, biodegradovateľného polysacharidu, ktorý sa nerozpúšťa vo vode, ale vyžaduje kyslé prostredie, napríklad prítomnosť kyseliny octovej alebo mliečnej, ktorá mu umožní prejsť do roztoku. Vďaka tomu ho môžeme využívať v kontrolovanom uvoľňovaní liečiv, pretože v rôznych pH podmienkach môže meniť svoju štruktúru, čím ovplyvňuje rýchlosť uvoľňovania účinnej látky.

Akým spôsobom funguje chitozán?

Chitozán je prírodný polysacharid, ktorý sa v kyslom prostredí mení na gél, čo umožňuje kontrolované uvoľňovanie liečiv. Vďaka svojej pozitívne nabitej štruktúre sa dokáže viazať na biologické membrány, čím zlepšuje vstrebávanie liečiv v tráviacom trakte aj dýchacom systéme. Okrem toho má antibakteriálne a protizápalové účinky, preto sa využíva nielen na transport liečiv, ale aj v medicíne pri hojení rán a regenerácii tkanív. V nanočasticovej forme môže chrániť citlivé účinné látky pred degradáciou a znižovať ich vedľajšie účinky, napríklad podráždenie žalúdka.

Ako do nanočastice chitozánu dostanete účinnú látku?

Chitozán najskôr rozpustím v kyslom prostredí, čím vznikne roztok schopný viazať liečivo. Pridám doň účinnú látku, neskôr sa chitozán zrazí do podoby nanočastíc, pričom účinná látka zostáva uzavretá vo vnútri alebo naviazaná na jeho povrch. Nanočastice následne stabilizujem a vysuším, čím získajú dlhšiu trvanlivosť a môžem ich spracúvať do finálnej liekovej formy, napríklad do tabliet alebo kapsúl.

Nanočastice umožňujú presný a cielený transport lieku v tele, aby sa dostal na dané miesto. Aké majú výhody?

Nanočastice umožňujú, aby sa liečivo dostalo presne na miesto určenia, čím sa zvyšuje účinnosť liečby a minimalizujú sa vedľajšie účinky. Keďže sa liek cielene sústreďuje na postihnuté tkanivo alebo orgán, nie je potrebné podávať vysoké dávky, čo znižuje riziko toxicity a zároveň šetrí organizmus pacienta. Vďaka svojej veľkosti dokážu nanočastice ľahšie prechádzať biologickými bariérami, ako sú bunkové membrány či sliznice, čím zlepšujú vstrebávanie liečiv. Okrem toho uvoľňujú liečivo postupne, čo predlžuje jeho účinok a znižuje frekvenciu podávania liekov. Pacient nemusí užívať liek viackrát denne, ale stačí mu nižšia dávka v dlhšom časovom intervale. Okrem toho chránia účinnú látku pred rozkladom v tráviacom trakte alebo pečeni, čím zabezpečujú, že sa do cieľového miesta dostane v maximálnej možnej koncentrácii.

Akej účinnej látke v nanočasticach sa venujete vy?

Najmä antivirotikám, v ktorých skúmam účinnú acyklovir, ktorý sa používa pri liečbe vírusových infekcií, ako je herpes simplex. Snažím sa vytvoriť liek v nanočastici, ktorá by umožnila lepšie vstrebávanie, predĺžila uvoľňovanie a znížila frekvenciu podávania. Acyklovir má nízku rozpustnosť vo vode a obmedzenú biologickú dostupnosť, jeho zapracovanie do nanočastíc by mohlo tento problém vyriešiť. Zo začiatku som pracovala s ibuprofénom, najskôr som vytvorila chytozánový gél s ibuprofénom, aby som pochopila, ako spolu fungujú. Zistila som, že chytozán môže významne ovplyvniť stabilitu liečiva, jeho rozpustnosť a rýchlosť uvoľňovania. Preto som vytvorila nanočastice na báze chytozánu, ktoré ešte presnejšie kontrolujú uvoľňovanie liečiva. Ibuprofén pri dlhodobom užívaní dráždi žalúdočnú sliznicu a môže spôsobovať krvácanie, pričom nanočastice dokážu liek lepšie ochrániť pred degradáciou v žalúdku, zabezpečiť jeho pomalšie uvoľňovanie a zvýšiť jeho účinnosť pri nižších dávkach.

Máte predstavu, do koľkých rokov by sme mohli nanočastice v liekoch bežne využívať?

Pri najpokrokovejších nanočasticiach v súčasnosti stále prebiehajú klinické skúšky, očakáva sa, že v horizonte piatich rokov by mohli byť bežne využívané v liekoch. Postupne sa ich aplikácia pravdepodobne stane štandardom vo farmaceutickej praxi, pričom lekári budú predpisovať lieky s účinnými látkami vo forme nanočastíc. Podobný trend možno pozorovať aj pri moderných liekových formách, ktoré umožňujú lepšiu biologickú dostupnosť a cielenejšie uvoľňovanie liečiv. Tieto technológie sa čoraz viac presadzujú aj vo voľnopredajných liekoch a výživových doplnkoch, kde nanočastice môžu výrazne zlepšiť absorpciu účinných látok. Ako farmaceutka si všímam, že pacienti v lekárňach čoraz častejšie vyhľadávajú lipozomálny vitamín C, ktorý je jedným z príkladov pokročilej liekovej formy zvyšujúcej vstrebateľnosť a účinnosť vitamínov.

Môžu nanočastice v budúcnosti pomôcť aj pri liečbe nádorových ochorení a iných ťažkých chorôb?

Áno, majú veľký potenciál v onkologickej liečbe a pri terapii závažných ochorení, pretože umožňujú cielený transport liečiv priamo do postihnutých tkanív, čím sa znižujú vedľajšie účinky a zvyšuje účinnosť liečby. V onkologickej terapii sa skúmajú nanočastice ako nosiče chemoterapeutík, ktoré môžu selektívne zacieliť nádorové bunky a minimalizovať poškodenie zdravých tkanív. Tým by sa znížili toxické vedľajšie účinky chemoterapie, ako sú nevoľnosť, únava či oslabenie imunity. Okrem toho sa testujú nanomateriály na báze kovov, napríklad zlato, striebro, železo, ktoré by sme mohli využiť na hypertermickú terapiu – zahriatie nádorového tkaniva na teplotu, ktorá spôsobí jeho deštrukciu bez poškodenia okolitých buniek.

Pri ktorých ďalších nevyliečiteľných ochoreniach by sme ich mohli využiť?

Napríklad pri liečbe vírusových a autoimunitných ochorení. V prípade HIV alebo vírusových infekcií by mohli umožniť presnejší transport antivirotík, čím by sa zlepšila ich účinnosť a znížila toxicita. Podobne sa skúma aj ich využitie pri neurodegeneratívnych ochoreniach, ako sú Alzheimerova a Parkinsonova choroba, kde by mohli pomôcť pri dodávke terapeutických látok cez hematoencefalickú bariéru. V súčasnosti prebiehajú klinické a preklinické štúdie, ktoré skúmajú bezpečnosť a efektivitu týchto metód. Ak sa potvrdia pozitívne výsledky, v budúcnosti by nanočastice mohli výrazne zmeniť prístup k liečbe mnohých ochorení, čím by sa zlepšila kvalita života pacientov a zvýšila účinnosť terapie.

Na každý typ ochorenia budú použité iné druhy a rôzna koncentrácia nanočastíc?

Áno, výber typu nanočastíc, ich veľkosti, materiálu a koncentrácie závisí od konkrétneho ochorenia, cieľového miesta pôsobenia a mechanizmu účinku. V onkologickej liečbe sa napríklad skúmajú kovové nanočastice (napr. zlato, striebro, železo), ktoré môžu slúžiť na cielený transport chemoterapeutík alebo na hypertermickú terapiu – lokálne zvýšenie teploty v nádore, ktoré vedie k jeho deštrukcii. Ich koncentrácia musí byť presne nastavená, aby sa dosiahol terapeutický účinok bez poškodenia zdravých buniek. Pri antibiotickej terapii sa využívajú nanočastice s antibakteriálnymi vlastnosťami, ako sú strieborné alebo polymérne nanočastice, ktoré môžu pomôcť pri liečbe rezistentných bakteriálnych infekcií. Ich koncentrácia sa musí prispôsobiť typu baktérií a miestu infekcie. V neurodegeneratívnych ochoreniach, ako sú Alzheimerova či Parkinsonova choroba, je dôležité, aby nanočastice dokázali prekonať hematoencefalickú bariéru a dopraviť liečivo priamo do mozgového tkaniva. Preto sa vyvíjajú špecifické lipidové alebo polymérne nanočastice, ktoré majú vhodné vlastnosti na cielený transport liečiv do centrálneho nervového systému. Pri vírusových ochoreniach sa skúmajú nanočastice, ktoré môžu zvýšiť účinnosť antivirotík tým, že umožnia presné zacielenie na vírusom infikované bunky a predĺžia uvoľňovanie liečiva.

Ste tiež riešiteľkou a spoluriešiteľkou viacerých národných a medzinárodných projektov zameraných na inovatívne prístupy vo farmaceutickej technológii. Čo si pod tým môžeme predstaviť?

Som spoluriešiteľkou národného projektu APVV, ktorý sa zameriava na vývoj nanočasticových a inhalačných liekových foriem, ktoré by umožnili efektívnejšiu aplikáciu monoklonálnych protilátok a biologických liečiv. Ich podávanie si vyžaduje vysoké dávky a môže byť spojené s vedľajšími účinkami. Snažím sa optimalizovať liekovú formu tak, aby sme mohli tieto liečivá podávať inhalačne, čo umožní rýchlejší nástup účinku, presnejšie zacielenie na postihnuté tkanivá. V rámci projektu vyvíjame stabilné nanočastice alebo aerosólne formy, ktoré zabezpečia ochranu a správnu distribúciu účinnej látky v dýchacom systéme.

Aké máte ďalšie plány?

Chcela by som sa aj naďalej venovať výskumu, no rovnako dôležité je pre mňa aj učenie. Pamätám si svoje vlastné začiatky – chvíle, keď som sa v laboratóriu snažila pochopiť súvislosti, keď mi niečo nevyšlo a musela som začať odznova. Viem, aké je to stáť na druhej strane, byť študentom s množstvom otázok a pochybností. A práve preto chcem byť pre študentov niekým, kto ich bude podporovať, motivovať a ukáže im, že aj keď sa niečo zdá byť ťažké, vždy existuje riešenie. Farmácia pre mňa nie je len o učení vzorcov a teoretických vedomostí – je o ľuďoch, o zlepšovaní liečby, o reálnom dôsledku na životy pacientov. Chcem, aby študenti pochopili, že ich práca raz môže pomôcť niekomu, koho nikdy nestretnú, ale kto vďaka ich úsiliu dostane lepšiu terapiu. Nechcem byť vyučujúcou, ktorá len stojí za katedrou a diktuje fakty. Chcela by som študentom ukázať, že aj ja som bola na ich mieste, tiež som robila chyby a hľadala správne cesty. Preto si veľmi prajem, aby pochopili, že neexistuje hlúpa otázka a každá chyba je príležitosťou naučiť sa niečo nové. A ak sa mi raz podarí získať docentúru, najviac si budem priať, aby som si zachovala pokoru a schopnosť pozerať sa na veci očami študenta. Pretože práve v tom vidím zmysel svojej práce – odovzdávať vedomosti ďalej a pritom nikdy nezabudnúť, ako som sama začínala.

Radka Rosenbergová