Elektroporacija je fizikalna metoda za dostavo molekul v celice in tkiva, kar vključuje tudi kožo. Z namenom kontroliranja dermalnega in transdermalnega vnosa smo v študiji ovrednotili vnos ob uporabi električnih pulzov različnih amplitud. Razvili smo sistem za sledenje dermalnega in transdermalnega vnosa in vivo v realnem času, ki uporablja fluorescentno označene molekule. Električne pulze amplitude med 70 in 570 V smo kožnemu tkivu miši dovedli preko niza neinvazivnih paličastih elektrod, pri čemer so bili pulzi dovedeni vedno med enim parom elektrod. Pred in po elektroporaciji amo na kožo namestili obliže prepojene z dekstrani (označeni z fluoresceinisothiocyanate) velikosti 4 kDa, doksorubicinom ali fentanilom. Študija je pokazala, da s spreminjanjem amplitude električnih pulzov dovedenih preko niza neinvazivnih paličastih elektrod lahko kontroliramo količino zdravila dovedenega v in preko kože. Nadalje smo pokazali, da lahko razviti sistem za spremljanje v realnem času uporabljamo tako za določitev vnosa v kožo, kot tudi preko nje, če pri tem uporabljamo fluorescentno označene molekule.
COBISS.SI-ID: 1617019
Elektrozlivanje je učinkovita metoda za zlivanje celic z uporabo kratkih visokonapetostnih električnih pulzov. Kadar pa se celice, ki jih zlivamo, močno razlikujejo v velikosti, postane izplen zlitih celic zelo majhen. Če namreč uporabljamo konvencionalne pulze z dolžinami v področju mikrosekund, je obsežnost elektroporacije (in posledično fuzogenosti membran) sorazmerno pogojena z radijem celic. Predlagali smo nov in inovativen pristop za zlivanje celic, ki temelji na uporabi krajših, nanosekundnih (ns) pulzov. S pomočjo numeričnih izračunov smo pokazali, da lahko z ns pulzi dosežemo selektivno elektroporacijo membran zgolj na področju stika med celicami (torej tarčnega mesta za elektrozlivanje) ne glede na velikost celic. Na podlagi eksperimentov na celicah B16F1 in CHO pa smo pokazali, da lahko z ns pulzi dosežemo zlivanje enako velikih in različno velikih celic tudi v praksi. Skladno z rezultati pričakujemo, da je z uporabo ns pulzov mogoče izboljšati izplen zlitih celic pri zlivanju različno velikih celic, kot naprimer mielomskih celic in limfocitov B v hibridomni tehnologiji.
COBISS.SI-ID: 10300500
Za učinkovitejše spremljanje procesa elektroporacije smo razvili novo metodo, ki bo omogočala spremljanje porazdelitve električnega polja med dovajanjem pulzov za namen zgodnjega odkritja možne neustreznosti le-tega še pred koncem terapije. Na ta način lahko zagotovimo in omogočimo izvedbo popravkov terapije ter tako izboljšamo njeno učinkovitost. Ker se porazdelitve električnega polja znotraj tkiva ne da izmeriti neposredno, smo našli posredno rešitev. Z uporabo magnetne resonance lahko električno polje v vzorcu izračunamo na podlagi električne prevodnosti vzorca in gostote električnega toka, ki se vzpostavi v vzorcu ob dovajanju električnih pulzov.
COBISS.SI-ID: 8693332
Za učinkovito elektropermeabilizacijo tkiva, ki je potrebna za uspešno elektrokemoterapijo in gensko transfekcijo, je pomembna porazdelitev električnega polja, ki jo dosežemo z uporabljenimi elektrodami. Z numeričnimi modeli, ki temeljijo na metodi končnih elementov smo pokazali, da je porazdelitev električnega polja z novim konceptom kontaktnih žičnih elektrod zelo lokalizirana in homogena. S takšnimi elektrodami učinke električnih pulzov omejimo na tretirano površino in s tem omogočimo nadzorovan vnos zdravil ali plazmidov. Neinvazivne kontaktne elektrode lahko hitro premikamo po površini in se s tem izognemo poškodbam kože in tkiva. Z njimi lahko tretiramo tudi večje površine, za zdravljenje kože in podkožnih tumorjev. Uporabnost kontaktnih elektrod po intradermalnem injektiranju zdravila ali plazmida smo potrdili v kliniki, za zdravljenje velikih površinskih kožnih tumorjev, ter s pomočjo in vivo slikovnega spremljanja genske ekspresije.
COBISS.SI-ID: 7006036
Ko celice in tkiva izpostavimo visokonapetostnim, kratkim električnim pulzom, s tem povzročimo povečanje prepustnocti celične membrane. To povečanje prepustnosti celičnih membran trenutno razlagamo z začasnim nastankom vodnih por v celični membrani, pojav pa imenujemo elektroporacija. V zadnjih štirih desetletjih je napredek v raziskavah na področju temeljne in eksperimentalne elektroporacije pripeljal do uporabe tehnolgij in terapij, ki temeljijo na elektroporaciji, v klinično okolje. V preglednem članku opisujemo teorijo in trenutne aplikacije elektroporacije v medicini ter razpravljamo o aktualnih izzivih in ovirah za nadaljnje širjenje teh kliničnih aplikacij.
COBISS.SI-ID: 10569812