Новое гелевое покрытие доставляет противовоспалительные антитела непосредственно в пищевод.

Для людей с заболеваниями пищевода доступно несколько вариантов лечения. Доставлять лекарства непосредственно в эту часть тела сложно, поэтому пациентов обычно лечат системными препаратами, которые могут иметь нежелательные побочные эффекты.

Чтобы преодолеть эту проблему, инженеры Массачусетского технологического института разработали гелеобразную форму препарата для перорального применения, которая может покрывать слизистую оболочку пищевода после проглатывания, позволяя лекарствам проходить через ткани.

Композиция, включающая гидрогель и другие ключевые ингредиенты, способствующие быстрому всасыванию лекарства, может использоваться для доставки антител, в том числе инфликсимаб, используемый для лечения ряда аутоиммунных заболеваний, или другие типы антител или низкомолекулярные препараты.

"Есть много людей с заболеваниями пищевода, и если вы посмотрите на лекарства для этих состояний, то увидите, что их способность воздействовать на эту часть тела очень ограничена, и их очень сложно разработать. Мы надеемся, что эта платформа облегчит разработку систем, которые могут помочь пациентам, страдающим от этих заболеваний", - говорит Джованни Траверсо, доцент. инженера-механика в Массачусетском технологическом институте, гастроэнтеролог в Бригаме и женской больнице, а также ассоциированный член Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда.

Траверсо — старший автор нового исследования, которое опубликовано сегодня в журнале Nature Biomedical Engineering. Бывший постдок Массачусетского технологического института Кристина Каравасили, ныне доцент Университета Аристотеля в Салониках в Греции, является ведущим автором статьи.

Прямая доставка

Одним из наиболее распространенных заболеваний пищевода является эозинофильный эзофагит, тип воспаления, вызываемый пищевой аллергией и приводящий к сужению пищевода, что делает невозможным глотание пищи. Болезнь Крона также может вызывать воспаление пищевода.

Эти заболевания обычно лечат системными препаратами, в том числе инфликсимабом, антителом, которое нейтрализует воспалительный белок, называемый фактором некроза опухоли альфа (ФНО-альфа). Однако этот препарат является иммунодепрессантом, что может привести к более высокому риску инфекций и других проблем со здоровьем.

Доставка препарата непосредственно в ткани пищевода может уменьшить эти побочные эффекты, но это по своей сути сложно, поскольку лекарства, принимаемые перорально, очень быстро проходят через пищевод. Еще больше усложняет то, что пищевод выстлан слоем ткани, называемой многослойным плоским эпителием, который очень непроницаем для лекарств.

Инъекции лекарств в ткань пищевода — еще один вариант, но это неудобно для пациентов и неудобно, потому что это нужно делать в кабинете врача. Существует также по крайней мере один противовоспалительный стероидный препарат, который имеет форму густой смеси, что позволяет ему дольше оставаться в пищеводе после проглатывания, но препарат все еще испытывает некоторые трудности при прохождении через непроницаемый плоский слой.

В этом исследовании исследователи намеревались разработать новые лекарственные формы, которые будут включать молекулы, которые могли бы увеличить проницаемость этих клеток пищевода, позволяя большему количеству лекарства проходить через него.

Определить молекулы, которые будут усиливать действие.

Чтобы идентифицировать молекулы, которые будут усиливать действие проницаемости, исследователи разработали систему скрининга, которая имитирует структуру пищевода. Эта система содержит ткань пищевода, зажатую между двумя вертикальными пластинами. Лекарственные формы можно заливать в верхнюю часть системы, имитируя пероральный прием. Затем исследователи могут измерить, какое количество лекарства проходит через ткань и собирается в лунках одного из планшетов.

Используя эту систему, исследователи смогли измерить, как различные наполнители — неактивные ингредиенты, которые помогают усиливать действие лекарства — влияют на проницаемость ткани пищевода. Сначала они протестировали около 100 различных соединений и определили несколько лучших кандидатов. Затем они протестировали пары этих наполнителей и обнаружили, что наиболее эффективной комбинацией оказалась пара солей желчных кислот, называемых хенодезоксихолат натрия и холат натрия.

Эти соли, по-видимому, работают вместе, чтобы ослабить межклеточные соединения, которые обычно действуют как барьер для проникновения молекул лекарства. Исследователи добавили эти соли желчных кислот в гидрогель, полученный из полисахаридов, который имеет вязкую консистенцию, позволяющую ему слегка покрывать слизистую оболочку пищевода.

«Гидрогель помогает составу дольше оставаться на поверхности пищевода, а соли желчных кислот помогают увеличить транспортировку через ткани», — говорит Каравасили. "Наши данные показывают, что соли желчных кислот временно ослабляют эти межклеточные соединения, в основном за счет взаимодействия с ионами кальция, которые помогают поддерживать целостность соединения. Это создает более свободный путь между клетками, позволяя более крупным молекулам более эффективно перемещаться в ткань слизистой оболочки".

Минимизация побочных эффектов

В ходе испытаний на животных исследователи показали, что этот состав можно использовать для эффективной доставки инфликсимаба в пищевод.