Cellulär läkemedelstillförsel

Patricia Müller (masterstudent), Joram Kuropka (Erasmusstudent), Foteini Tzioufa (doktorand), Dinh Son Vo (doktorand), Xiguo He (doktorand) and Madlen Hubert (gruppledare). Professor Emeritus Per Artursson (inte med på bild).

Vår forskning fokuserar på att utveckla avancerade system för läkemedelsleverans för att förbättra oral läkemedelsabsorption och terapeutisk effekt. Vi designar nanopartikelbaserade plattformar för att öka läkemedelsupptaget och använder 3D-mänskliga tarmorganoider för att skapa mer förutsägbara modeller för läkemedelstransport och behandling.

Nanopartiklar för effektiv absorption av oralt administrerad antibiotika

Orala antibiotika erbjuder ett bekvämt och kostnadseffektivt alternativ till intravenösa behandlingar, men många lider av dålig löslighet, låg stabilitet i mag-tarmkanalen och begränsad absorption. Detta minskar inte bara effektiviteten utan bidrar också till antibiotikaresistens och störning av tarmmikrobiotan.

Vår forskning fokuserar på att utveckla läkemedelstillförselsystem baserade på nanobärare som förbättrar antibiotikaabsorptionen genom att öka lösligheten, stabiliteten och riktad leverans. Genom att designa strukturerade lipidnanopartiklar strävar vi efter att transportera antibiotika effektivt till tarmepitelet för optimal upptagning. Dessa nanobärare är konstruerade för att tåla den hårda mag-tarmmiljön samtidigt som de maximerar membranpermeabiliteten.

Genom en kombination av nanoteknik, matsmältnings-permeationsanalyser och mekanistiska cellstudier utforskar vi de molekylära interaktioner som driver absorptionen. Vårt mål är att skapa innovativa lösningar som förbättrar antibiotikans effektivitet samtidigt som oönskade biverkningar minimeras, och därmed främja oral läkemedelsleverans för global hälsovård.

Framsteg inom studier av läkemedelsabsorption med mänskliga tarmorganoider

Vi använder innovativa 3D-modeller av mänskliga tarmorganoider för att förbättra förutsägelser om läkemedelsabsorption och främja forskning om oral läkemedelstillförsel. Till skillnad från konventionella cellbaserade modeller replikerar organoider strukturen och funktionen hos tarmepitelet, vilket gör dem till ett kraftfullt verktyg för att studera läkemedelstransport och riktade terapier för gastrointestinala sjukdomar som inflammatorisk tarmsjukdom.

3D-tarmorganoider skapas genom att isolera kryptor som innehåller stamceller från olika mänskliga vävnader. 3D-organoider härleds från dessa kryptor som basal-out-kulturer (som vetter mot lumen in vivo) i en extracellulär matrixstomme (Matrigel) med lämpliga tillväxtfaktorer. För att studera läkemedelsupptag vid den apikala ytan kan organoidpolariteterna reverseras genom att ta bort den extracellulära matrisen, vilket skapar apikal-out-organoider i suspension. Dessa modeller behåller sin förmåga att differentiera till olika typer av tarmepitelceller och upprätthålla barriärfunktionen, vilket gör dem idealiska för studier av oral läkemedelstillförsel.

Genom att tillhandahålla en mer tillförlitlig och översättningsrelevant plattform förbättrar 3D-organoider sjukdomsmodellering och terapiutveckling. Genom att använda patienthärledda organoider strävar vi efter att förfina förutsägelser om läkemedelsupptag och utforska intracellulär tillförsel av nya läkemedelsmodaliteter, inklusive nanopartikelbaserade behandlingar. Vår forskning överbryggar klyftan mellan laboratoriestudier och klinisk tillämpning, vilket banar väg för mer effektiva och personliga terapier.

Om du vill veta mer om möjligheter för examensarbeten eller långsiktiga positioner i gruppen för cellulär läkemedelstillförsel, vänligen skicka din förfrågan, inklusive ditt CV, till madlen.hubert@uu.se.

Utvalda publikationer:

1. He X, Karlsson PA, Xiong R, Moodie LWK, Wang H, Bergström CAS, Hubert M*. Liquid crystal nanoparticles for oral combination antibiotic therapies: A strategy towards protecting commensal gut bacteria during treatment, Journal of Colloid and Interface Science, 2025, 678, 287-300. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.08.230.
2. Ceylan M, Tzioufa F, Di Martino ML, Hammar R, Lopes ACC, Eriksson J, Vo DS, Sundbom M, Skogar M, Hellström PM, Webb DL, Karlgren M, Gardner I, Lundquist P, Hjelmqvist D, Sellin ME, Hubert M* and Artursson P*. Human jejunal enteroids for studies of epithelial drug transport and metabolism, bioRxiv, 2025, https://doi.org/10.1101/2025.03.17.643545.
3. Rodrigues L, Schneider F, Zhang X, Larsson E, Moodie LWK, Dietz H, Papadakis CM, Winter G, Lundmark R, Hubert M*. Cellular uptake of self-assembled phytantriol-based hexosomes is independent of major endocytic machineries, Journal of Colloid and Interface Science, 2019, 553, 820-833. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2019.06.045.
4. Rodrigues L, Raftopoulos K, Tandrup Schmidt S, Schneider F, Dietz H, Rades T, Franzyk H, Pedersen AE, Papadakis CM, Christensen D, Foged C, Winter G and Hubert M*. Immune responses induced by nano-self-assembled lipid adjuvants based on a monomycoloyl glycerol analogue after vaccination with the Chlamydia trachomatis major outer membrane protein, Journal of Controlled Release, 2018, 285, 12-22. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2018.06.028.
5. Rodrigues L, Kyriakos K, Schneider F, Dietz H, Papadakis CM, Winter G and Hubert M*. Characterization of lipid-based hexosomes as versatile vaccine carriers, Molecular Pharmaceutics, 2016, 13 (11), 3945-3954. https://doi.org/10.1021/acs.molpharmaceut.6b00716.