A Method for Measuring Model Drug Concentration in Mammalian Neural Tissue

Abstract

Funktionaalisten polymeerien avulla pyritään annostelemaan lääkeainetta elimistöön kontrolloidusti tietyllä hetkellä ja tietyllä aikaskaalalla. Polymeerirakenteisiin sidottu lääkeaine vapautetaan polymeeriä ympäröivään liuokseen esimerkiksi lämpötilan avulla. Lääkeainevapautusmenetelmiä kehitettäessä on tärkeää pystyä määrittämään lääkeaineen vapaa pitoisuus liuoksessa hyvin tarkasti. Erityisen tärkeää on lääkeaineen vapaan pitoisuuden määrittäminen elävässä kudoksessa.

Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää menetelmä mallilääkeaineen vapaan pitoisuuden mittaamiseksi nisäkkään hermokudoksessa eri lämpötiloissa. Lisäksi pyrkimyksenä oli selvittää, miten erilaisten mono- ja polymeerien bioyhteensopivuutta voitaisiin testata luotettavasti. Työssä kehitetty menetelmä perustuu nisäkkään verkkokalvon näköaistinsolujen valovastekinetiikan monotoniseen riippuvuuteen mallilääkeaineen (3-isobutyyli-1-metyyliksantiini, IBMX) pitoisuudesta. Valovastekinetiikassa tapahtuvia muutoksia seurattiin elektroretinogrammitekniikalla (ERG). Preparaattina käytettiin rotan (Rattus norvegicus) eristettyä verkkokalvoa.

Työssä havaittiin, että rotan sauvasolujen lineaarisen alueen valovasteiden kinetiikka on suoraan verrannollinen IBMX-konsentraation neliöjuureen. Kalibraatiokäyrän (IBMX:n pitoisuus valovastekinetiikan funktiona) avulla pystytään määrittämään polymeerirakenteista vapautuneen IBMX:n pitoisuus rotan verkkokalvossa pitoisuusalueella 3-300 µM. Työssä todettiin myös, että rotan verkkokalvoa voidaan käyttää erilaisten molekyylien bioyhteensopivuuden testaamiseen, sillä molekyylien mahdolliset vähäisetkin haittavaikutukset näkyvät muutoksina sauvasolujen valovasteiden amplitudissa, herkkyydessä ja/tai kinetiikassa.

Tämä diplomityö osoittaa, kuinka nisäkkään verkkokalvoa voidaan käyttää hyvin herkkänä biosensorina. Työssä kehitetty menetelmä tullaan esittämään kansainvälisessä sarjajulkaisussa.