Terapia fotodynamiczna (PDT) to elegancka i skuteczna metoda leczenia nowotworów oparta na świetle. W tej terapii stosuje się fotouczulacz (PS), który po aktywacji światłem o optymalnej długości fali i intensywności wywołuje reakcję fotodynamiczną, prowadzącą do zniszczenia nowotworów i naczyń krwionośnych.

Mechanizm działania PDT opiera się na kilku kluczowych elementach. Fotouczulacz to naturalna lub syntetyczna substancja, która przenosi energię świetlną po aktywacji światłem. Skuteczny fotouczulacz (PS) powinien być nietoksyczny przed aktywacją, hydrofilowy, aktywowany przez klinicznie użyteczną długość fali światła i powinien koncentrować się w tkance nowotworowej, a nie w zdrowej. Aktywacja każdego PS wymaga specyficznej długości fali światła. Na przykład, czerwone światło o długości fali 630 nanometrów może penetrować tkankę na głębokość około 0,5 centymetra. Źródła światła wykorzystywane w tym procesie mogą obejmować lampy wielospektralne oraz precyzyjne lasery.

Po aktywacji fotouczulacza przez światło, następuje seria reakcji fotochemicznych, które prowadzą do zniszczenia nowotworu bez uszkodzenia otaczającej zdrowej tkanki. Najważniejsza z tych reakcji to reakcja typu II, w której PS w obecności tlenu generuje tlen singletowy, toksyczny dla komórek nowotworowych.

Terapia fotodynamiczna (PDT) jest szeroko stosowaną metodą w onkologii, wykorzystywaną do leczenia różnych nowotworów, w tym nowotworów skóry oraz głowy i szyi. W praktyce klinicznej stosuje się fotouczulacze takie jak hematoporfiryna (HPD), m-tetrahydroksyfenyl chlor (mTHPC) i kwas aminolewulinowy (ALA). Mechanizmy działania PDT obejmują zarówno procesy komórkowe, jak i naczyniowe. PDT może prowadzić do śmierci komórek nowotworowych przez apoptozę (programowaną śmierć komórki) lub nekrozę (nieprogramowaną śmierć komórki). Dodatkowo, PS może koncentrować się w komórkach śródbłonka naczyń krwionośnych, prowadząc do zniszczenia naczyń zaopatrujących nowotwór i jego niedotlenienia.

Ponadto, PDT może wzmacniać odpowiedź immunologiczną, prowadząc do długoterminowej kontroli nowotworu poprzez aktywację komórek odpornościowych, takich jak makrofagi i limfocyty T.

Sonodynamiczna terapia (SDT) to nowoczesna, nieinwazyjna metoda leczenia, która wykorzystuje ultradźwięki do aktywacji specjalnych związków chemicznych, zwanych sonosensybilizatorami (SS). Pod wpływem ultradźwięków sonosensybilizatory przechodzą w stan wzbudzony, co prowadzi do powstania reaktywnych form tlenu (ROS). Te wysoko reaktywne cząsteczki są zdolne do niszczenia szkodliwych komórek, takich jak komórki nowotworowe czy bakterie, przy minimalnym wpływie na zdrowe tkanki organizmu. SDT łączy działanie mechaniczne, termiczne i kawitacyjne, co czyni ją wszechstronnym narzędziem terapeutycznym.

Mechanizm działania SDT polega na akumulacji sonosensybilizatora w docelowym miejscu, takim jak guz nowotworowy lub zakażenie bakteryjne. Po ekspozycji na ultradźwięki o niskiej intensywności sonosensybilizator zostaje wzbudzony i uwalnia energię, co prowadzi do powstania ROS. Te cząsteczki wywołują stres oksydacyjny w komórkach, uszkadzając błony komórkowe, organelle, a także kluczowe biomolekuły, takie jak białka i DNA, co ostatecznie prowadzi do śmierci komórki. Ważną cechą ROS jest ich selektywne działanie, dzięki czemu SDT może być stosowana w miejscach trudno dostępnych lub wymagających precyzyjnego leczenia.

Zastosowania SDT są szerokie i obejmują przede wszystkim terapię nowotworów i leczenie zakażeń bakteryjnych. W onkologii metoda ta wykazuje szczególną skuteczność w przypadku guzów litych, również tych zlokalizowanych głęboko w tkankach. Ultradźwięki mogą przenikać na głębokość nawet 10 cm, co czyni SDT znacznie bardziej uniwersalnym narzędziem w porównaniu z terapią fotodynamiczną (PDT), która jest ograniczona do powierzchniowych obszarów ciała ze względu na ograniczoną penetrację światła. Co więcej, SDT może być stosowana u pacjentów z nowotworami opornymi na tradycyjne metody leczenia, oferując nowe możliwości terapeutyczne. W leczeniu zakażeń bakteryjnych SDT okazuje się skuteczna w walce z bakteriami opornymi na antybiotyki oraz w eliminacji biofilmów bakteryjnych, które są trudne do usunięcia za pomocą standardowych metod.

Zaletą terapii SDT jest również minimalizacja skutków ubocznych w porównaniu z metodami tradycyjnymi, takimi jak chemioterapia. Dzięki precyzyjnemu dostarczaniu ultradźwięków w określone miejsce można uniknąć uszkodzeń otaczających zdrowych tkanek. Dodatkowo SDT może być stosowana w połączeniu z innymi metodami leczenia, co pozwala na zwiększenie efektywności terapii. Przykładowo, połączenie SDT z terapią antybiotykową lub immunoterapią daje synergiczne efekty, co czyni tę metodę szczególnie obiecującą w przypadku złożonych przypadków klinicznych.

SDT, jako terapia nowej generacji, posiada ogromny potencjał rozwoju. Trwają badania nad ulepszaniem sonosensybilizatorów, poprawą ich celowania w określone tkanki oraz zwiększeniem efektywności generowania ROS. Wprowadzenie nośników, takich jak liposomy czy nanocząstki, umożliwia bardziej precyzyjne dostarczanie substancji aktywnych, co jeszcze bardziej zwiększa skuteczność i bezpieczeństwo terapii. Dzięki swoim unikalnym właściwościom SDT staje się jednym z najbardziej obiecujących narzędzi w medycynie nowotworowej i zakaźnej, oferując nowe perspektywy leczenia w erze wzrastającej oporności na antybiotyki oraz potrzebie mniej inwazyjnych terapii.

The pharmaceutical pipeline drives the need to develop new oral dosage forms. Our research aims to design solid oral dosage forms by using phospholipids in the form of the (co-)amorphous solid dispersions of poorly soluble drugs using solvent (freeze-drying) and solvent-free (HME) methods. The biopharmaceutical evaluation focuses on cell-free in-vitro tools to assess the dissolution and dissolution/permeation performance. The research focuses on reducing animal use by discovering the underlying mechanism governing the enhanced bioavailability of supersaturating formulations like ASDs.

Biomolecular corona is the sum of biomolecules, which are adsorbed on the surface of nanoparticles (NP) when they contact a biological environment. After corona formation, nanoparticle−corona complexes must be separated from unbound biomolecules and recovered before further analysis. The separation step is crucial and challenging for any studies related to nanoparticle-corona complexes, such as characterization or biological role evaluation. To address the challenges above, we aim to improve the analytical methodology required to understand better the role of biomolecular corona in nanoparticle-mediated drug delivery.

Liposomes and lipid nanoparticles have been proven as useful drug carriers, mostly for anticancer and antifungal drug substances, as well as nucleic acid. In particular, RNA therapeutics have gained significant interest in recent years.

The structure of liposomes and lipid nanoparticles can be modified in many different ways. Also, active ingredients can be embedded in those nanoparticles in various compartments, i.e., encapsulated in the inner aqueous core, incorporated in a phospholipid membrane, or covalently attached to the surface.  Our research focuses on the development of dual-loaded or multi-loaded nanoparticles that deliver cargo and substances possessing various functions.