Biomembrane Based Drug Delivery Systems

Abstract

With the recent advances in material science and nan-otechnology, drug delivery systems such as nanoparticles and lipo-somes have been developed and intensively studied by researchers. Drug delivery systems provide high drug loading capacity, adjustable physicochemical properties, limited targeting and stability. However, there are still disadvantages of clinical use of drug delivery systems due to low targeting ability, rapid clearence of the drug from the bloodstream and high toxicity. In order to overcome these disadvan-tages, taking inspiration from the nature, biomembrane based drug delivery systems have been developed. The biomembrane-coating technology allows the transfer of biological properties to synthetic carriers. As a consequence, it is expected that it might be possible to achieve modulation of immune response, prolonged circulation, re-sponsiveness to the biological environment and effective targeting to tissues and organs. In order to provide camouflage of biomembrane based drug delivery systems, there are various resources such as blood cells, stem cells, cancer cells, viruses and exosomes. In this review ar-ticle, we investigated the features of biomembrane based drug deliv-ery systems, membrane source, especially red blood cells based delivery systems, formulation approaches, advantages and challenges of biomembrane based drug delivery systems.

Özet

Nanoteknoloji ve malzeme bilimi alanlarında son zamanlarda gerçekleşen ilerlemeler sayesinde, nanopartiküller ve lipozomlar gibiçeşitliilaç taşıyıcı sistemler geliştirilmiş ve üzerine yoğun bir şekilde çalışılmıştır. İlaç taşıyıcı sistemler yüksek etkin madde yükleme kapa-sitesine, fizikokimyasal özelliklerinde değişiklik yapılabilmesine, sı-nırlı bir hedeflendirme imkânına ve stabil kalabilme gibi özelliklere sahiptir. Ancak hedeflendirme yeteneğinin az olması, kan dolaşımın-dan hızlıca uzaklaştırılması ve yüksek toksisite göstermesi gibi neden-lerden dolayı klinikte kullanımlarıiçin hâlâ çeşitli sakıncalar vardır. Bu noktada, doğadan alınan ilhamla biyomembran temelliilaç taşıyıcı sis-temler geliştirilmiştir. Biyomembran kaplama teknolojisi, biyolojik özelliklerin sentetik taşıyıcılara aktarılmasına olanak verir. Bunun so-nucunda ise immün cevapta azalma, kan dolaşımında uzun süre kalma, biyolojik çevreye cevap verebilme, doku ve organlara etkili bir hedef-lendirme yapılması gibi eşsiz özelliklerin kazanılacağı düşünülmekte-dir. Biyomembran temelliilaç taşıyıcı sistemlerde kamuflajın sağlanmasıiçin kan hücreleri, kök hücreleri, kanser hücreleri, virüsler ve eksozomlar gibi çok çeşitli hücre kaynakları mevcuttur. Bu derleme makalesinde, biyomembran temelliilaç taşıyıcı sistemler ve özellikle kırmızı kan hücreleri olmak üzere membran kaynakları, avantajları ve zorlukları anlatılacaktır.