Нова технологія забезпечить місяці дії ліків, без необхідності частих ін'єкцій

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту запропонували новаторський метод доставки ліків, який може змінити підхід до тривалої терапії. Розроблена ними технологія дозволяє вводити препарати у вигляді суспензії мікроскопічних кристалів через тонку голку, що значно знижує дискомфорт для пацієнтів порівняно з традиційними методами.

Особливість методу полягає в тому, що після введення під шкіру ці кристали самоорганізуються у так зване «депо» — стабільну структуру, яка поступово вивільняє лікарський засіб протягом тривалого часу. «Ми продемонстрували можливість дуже контрольованої, стійкої доставки, ймовірно, на кілька місяців і навіть років через тонку голку», — пояснює Джованні Траверсо, доцент кафедри машинобудування MIT, гастроентеролог у лікарні Бригама і Жіночій лікарні (BWH), асоційований член Інституту Броуда та головний автор дослідження.

Проєкт початково виник як частина ініціативи з розширення варіантів контрацепції, особливо в країнах, що розвиваються. «Загальна мета полягає в тому, щоб надати жінкам доступ до різних форматів контрацепції, які легко застосовувати, сумісні з використанням у країнах, що розвиваються, і мають різні терміни дії», — говорить Вівіан Фейг, колишня постдокторантка MIT і BWH, а нині доцент машинобудування Стенфордського університету та одна з головних авторів дослідження, опублікованого в журналі Nature Chemical Engineering.

Хоча на ринку США та інших країн уже існують ін'єкційні суспензії, ці препарати розподіляються по тканинах після ін'єкції і зазвичай діють лише близько трьох місяців. Інші ін'єкційні продукти, що формують довготривалі депо під шкірою, потребують додавання осаджувальних полімерів, які можуть складати від 23 до 98% розчину за вагою, що ускладнює введення препарату.

Команда MIT і BWH прагнула створити формулу, яку можна було б вводити через голку малого діаметра і яка діяла б щонайменше шість місяців і до двох років. Вони почали працювати з контрацептивним препаратом левоноргестрел, гідрофобною молекулою, здатною утворювати кристали.

Дослідники виявили, що суспензія цих кристалів у специфічному органічному розчиннику — бензилбензоаті — після ін'єкції призводить до утворення компактного імплантату. Оскільки цей депо може формуватися без потреби у великій кількості полімеру, препарат можна легко вводити через голку малого діаметра.

«Розчинник має вирішальне значення, оскільки дозволяє вводити рідину через тонку голку, але опинившись на місці, кристали самоорганізуються в депо лікарського засобу», — пояснює Траверсо.

Змінюючи щільність депо, дослідники можуть регулювати швидкість вивільнення молекул препарату в організм. У цьому дослідженні вони показали, що можуть змінювати щільність, додаючи невелику кількість полімеру, такого як полікапролактон, біодеградуючий поліестер.

«Включаючи дуже невелику кількість полімерів — менше 1,6% за вагою — ми можемо модулювати швидкість вивільнення препарату, продовжуючи його тривалість дії, зберігаючи можливість введення. Це демонструє налаштовуваність нашої системи, яку можна розробити для задоволення ширшого спектра потреб у контрацепції, а також адаптованих режимів дозування для інших терапевтичних застосувань», — каже Сангхюн Парк, аспірант MIT і один із головних авторів дослідження.

Дослідники перевірили свій підхід, ввівши розчин препарату підшкірно щурам, і показали, що депо препарату може залишатися стабільним і поступово вивільняти препарат протягом трьох місяців. Після закінчення тримісячного дослідження близько 85% препарату залишалося в депо, що свідчить про можливість продовження вивільнення препаратів протягом значно довшого періоду.

«Ми очікуємо, що депо може тривати більше року, ґрунтуючись на нашому аналізі доклінічних даних. Тривають подальші дослідження для підтвердження їхньої ефективності за межами цієї початкової концепції», — додає Парк.

Після формування депо препарату вони досить компактні, щоб їх можна було видалити хірургічним шляхом, якщо лікування необхідно припинити до повного вивільнення препарату.

Цей підхід також може підійти для доставки ліків для лікування нейропсихіатричних станів, а також ВІЛ і туберкульозу. Зараз дослідники переходять до оцінки його перекладу на людей, проводячи просунуті доклінічні дослідження для оцінки самозбірки в більш клінічно релевантному шкірному середовищі.

«Це дуже проста система, оскільки вона в основному складається з розчинника, препарату, а потім можна додати трохи біорезорбуючого полімеру. Тепер ми розглядаємо, які показання ми будемо переслідувати: чи це контрацепція, чи інші? Це деякі з речей, які ми починаємо вивчати як частину наступних кроків до перекладу на людей», — підсумовує Траверсо.