חולים עם סרטן מסוים, מחלות אוטואימוניות והפרעות מטבוליות סובלים לעתים קרובות חליטות תוך-ורידיות (IV) כדי לקבל את הטיפולים הטובים ביותר מבוססי חלבון. מכיוון שטיפולי חלבון אלה דורשים מינונים גבוהים להיות יעילים ובדרך כלל מנוסחים בריכוזים נמוכים כדי להישאר יציבים, עירוי IV היה עד כה האפשרות היחידה.
חוקרים בסטנפורד פיתחו פלטפורמת מסירה חדשה המאפשרת לאחסן תרופות אלה ולהעביר בריכוזים גבוהים בהרבה. בשיטת ניסוח חדשה זו, שפורסמה ב- 20 באוגוסט ב מדע רפואה תרגומיתניתן להזריק לטיפול רפואי חלבוני רבים במהירות ובחלקה עם מזרק או מכשיר מזרק אוטומטי.
זוהי פלטפורמה שעלולה לעבוד עם כל תרופה ביולוגית, כך שנוכל להזריק אותה בקלות. זה לוקח טיפולים אלה מנקודה של מספר שעות במרפאה עם עירוי IV למשהו שאתה יכול לעשות תוך שניות עם מזרק אוטומטי בבית שלך. "
אריק אפל, פרופסור חבר למדע והנדסה של חומרים וסופר בכיר בעיתון
ציפוי פולימרים מגן
כאשר הם מומסים בריכוזים גבוהים, טיפולי חלבון רבים נוטים להיצמד זה לזה, מה שהופך אותם לצמיגים מכדי להזריק, מועדים ליצירת אגרגטים העלולים לגרום לתגובות חיסוניות, ועלולים להיות לא יעילים או אפילו מזיקים ברגע שהם נכנסים לגוף. אפל ועמיתיו היו זקוקים לדרך לארוז חלבונים לנוזל בריכוזים גבוהים אך לשמור עליהם יציבים ופונקציונליים.
החוקרים פיתחו קופולימר פוליאקרילאמיד, המקוצר למוני, שיש לו טמפרטורת מעבר גבוהה במיוחד לזכוכית-כלומר הוא נשאר מוצק ודמוי זכוכית בטמפרטורות חמות יותר, כאשר תוספי תרופות טיפוסיים יהפכו לרכים ודביקים. על ידי ערבוב מוני למים עם תרופת חלבון, אירוסוליזציה של טיפות זעירות והתאדה של המים – תהליך שנקרא ריסוס ייבוש – החוקרים הצליחו ליצור אבקה עדינה העשויה מחלקיקים זעירים של חלבון, שכל אחד מהם עטוף בשכבה של מוני.
אפל אמר כי "סיימנו במשהו שנראה כמו שוקולד מצופה ממתקים, שם החלבון נמצא מבפנים והפולימר המיוחד שלנו מהווה ציפוי מוצק ומזוגן מבחוץ," אמר אפל.
לאחר מכן, החוקרים ערבבו את האבקה הזו לנוזל שמשעה את חלקיקי התרופה, אך לא ימיס אותם. ציפוי המוני מונע מהחלקיקים להדביק זה בזה ושומר על החלבונים במצב יבש ויציב עד להזרקת מתלה הנוזל לגוף.
"מכיוון שהמיקרו-חלקיקים הם כדוריים ויש להם משטחים חלקים, הם מסוגלים לגלגל זה את זה ועדיין להיות מסוגלים לעבור מחטים קטנטנות ולהזריק לאדם, אבל אתה יכול להכות, באמת, באמת, ריכוזים גבוהים," אמרה קרולין ג'ונס, סטודנטית במעבדה של אפל ובמחבר השותף על הנייר.
החוקרים בדקו את שיטתם בשלושה חלבונים שונים – אלבומין, אימונוגלובולין אנושי וטיפול בנוגדנים מונוקלונליים בקוביד. הם הצליחו להגיע לריכוזים העולים על 500 מ"ג/מ"ל, כלומר, מחצית ממשקל הפיתרון הייתה תרופת חלבון ועדיין ניתן היה להזריק אותה בצורה חלקה ובקלות. זה יותר מכפול מהריכוז של זריקות נוזלים טיפוסיות. הניסוחים נותרו גם הם יציבים במגוון רחב יותר של טמפרטורות מאשר ניסוחים נוזליים טיפוסיים, ולא הראו סימנים להתפרקות לאחר 10 מחזורי הפשרה בהקפאה או כאשר הם מאוחסנים בטמפרטורות גבוהות.
אלכסנדר פרוסניץ אמר כי "התכונות המכניות של החלקיקים היבשים הללו חשובים הרבה יותר מהמבנה הכימי של מולקולות התרופות הבודדות, מה שאומר שאנחנו יכולים ליטול כמעט כל תרופה חלבונית ולגבש אותה בדרך זו. "זה בסופו של דבר שיפור גדול באמת ביחס לטכנולוגיות קיימות."
טיפולים מהירים וקלים יותר
ייבוש ריסוס הוא תהליך נפוץ למדי בתעשיית התרופות ומוני כבר הוערך במספר מודלים פרה -קליניים ללא השפעות שליליות, ולכן החוקרים אופטימיים כי יוכלו להיות מאושרים לשימוש קליני. הם כבר רישמו את הטכנולוגיה לסטארט -אפ מקומי, הפועל לשכלול התהליך ובסופו של דבר להשתמש בה לפיתוח מוצרי תרופות חדשים.
אפל אמר כי "יש הרבה מולקולות שמבטיחות תרופות, אבל שאתה לא יכול להפוך למוצר תרופתי מכיוון שהן פשוט לא יציבות מדי בהתחשב באילוצים של טכנולוגיות זמינות כרגע." "הפלטפורמה הזו ממש מתוחכמת ביכולתה לייצב חלבונים ולאפשר מוצרי תרופות חדשים שבדרך כלל לא יהיו בר ביצוע, ואשר ניתן לנהל באופן שהוא הרבה פחות מכביד."
תקוותם היא שהדור הבא של טיפולי תרופות מבוססי חלבון יהיה מהיר יותר, קל יותר, יעיל יותר עבור חולים
פרוסניץ אמר כי "אנו יודעים שהמטופלים מוכנים לבצע זריקות בעצמם, במיוחד אם זה במזרקה אוטומטית פשוטה". "אם נוכל ליטול נוגדן שבעבר לדרוש IV ולתת לאנשים להזרים אותו בבית, זה שיפור גדול. זה לגמרי משנה את האופן בו המטופלים מסוגלים לנהל את המחלות שלהם."
