Των Khatcher O. Margossian και Murugappan Muthukumar, The Conversation.
Για τους ασθενείς και τους γιατρούς, η λήψη φαρμάκων από το στόμα είναι ο πιο επιθυμητός τρόπος χορήγησης φαρμάκων. Μεταξύ άλλων πλεονεκτημάτων, η κατάποση ενός χαπιού είναι ασφαλέστερη, πιο βολική και λιγότερο επεμβατική σε σύγκριση με τις ενέσεις ή άλλους τρόπους λήψης ενός φαρμάκου.
Όμως, μια από τις προκλήσεις που αντιμετωπίζουν τα χάπια από το στόμα είναι να αφομοιωθούν από το στομάχι προτού μπορέσουν να παραδώσουν το ωφέλιμο φορτίο τους και να εκτελέσουν τα επιδιωκόμενα αποτελέσματα. Επειδή τα φάρμακα που αποδομούνται στο στομάχι είναι λιγότερο αποτελεσματικά, πολλές θεραπείες δεν μπορούν επί του παρόντος να ληφθούν από το στόμα.
Ως ερευνητές στην επιστήμη των πολυμερών, θέλαμε να βρούμε έναν τρόπο να παραδίδουμε φάρμακα ώστε να αντέχουν το οξύ του στομάχου αλλά να διαλύονται στο σωστό μέρος. Σε πρόσφατη δημοσίευσή μας, πιστεύουμε ότι έχουμε αναπτύξει ένα νέο υλικό που μπορεί να βοηθήσει τα φάρμακα να κάνουν ακριβώς αυτό.
Τα από του στόματος φάρμακα απορροφώνται κυρίως στο λεπτό έντερο, απ’ όπου στη συνέχεια εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος και ταξιδεύουν στο υπόλοιπο σώμα. Ωστόσο, για να φτάσει ένα φάρμακο στο λεπτό έντερο, πρέπει πρώτα να ξεπεράσει το εξαιρετικά όξινο περιβάλλον του στομάχου. Για να αντισταθμιστεί η υποβάθμιση στο στομάχι, τα από του στόματος φάρμακα συνήθως διατίθενται σε δόσεις που είναι υψηλότερες από τις απαραίτητες. Αυτή η στρατηγική λειτουργεί για πολλά κοινά μικρομοριακά φάρμακα που έχουν χαμηλή μάζα. Συχνά είναι πιο σταθερά και μπορούν πιο εύκολα να εισέλθουν στα κύτταρα σε σύγκριση με άλλους τύπους φαρμάκων. Ωστόσο, η αύξηση της δόσης δεν είναι μια βιώσιμη προσέγγιση για θεραπείες που φτάνουν εύκολα σε τοξικά επίπεδα, είναι πολύ ευαίσθητες στην οξύτητα του στομάχου ή είναι πολύ δαπανηρές.
Για να βοηθήσουμε τα φάρμακα να αντέχουν στο σκληρό περιβάλλον του στομάχου, η ερευνητική μας ομάδα ανέπτυξε έναν τα πολυαζβιτεριονικά σύμπλοκα ή pZCs, που είναι ένας νέος τύπος υλικού. Τα pZCs αποτελούνται από δύο τύπους πολυμερών, δηλαδή μεγάλα μόρια που αποτελούνται από μια σειρά επαναλαμβανόμενων μικρότερων μορίων. Τα pZCs αποτελούνται από πολυαμφοτεριόντα, τα οποία είναι τόσο θετικά όσο και αρνητικά φορτισμένα, και πολυηλεκτρολύτες, οι οποίοι είναι αποκλειστικά θετικοί ή αρνητικοί. Μέσω μιας διαδικασίας που ενώνει αντίθετα φορτισμένα μόρια, αυτά τα δύο πολυμερή αυτοσυναρμολογούνται για να σχηματίσουν σταγονίδια pZC. Κατ’ αρχήν, αυτά τα σταγονίδια θα μπορούσαν να εγκλωβίσουν και να προστατεύσουν ένα θεραπευτικό φορτίο καθώς ταξιδεύει μέσω του εξαιρετικά όξινου στομάχου, αλλά αποσυναρμολογούν και απελευθερώνουν το φάρμακο μόλις φτάσουν στο πιο ουδέτερο περιβάλλον του λεπτού εντέρου.
Πρώτα εξετάσαμε εάν τα σταγονίδια pZC ήταν σε θέση να ενθυλακώσουν μια πρωτεΐνη ως δοκιμαστικό φορτίο. Μόλις καταφέραμε να τοποθετήσουμε με επιτυχία το φορτίο στο σταγονίδιο, στη συνέχεια μετρήσαμε πόσο φορτίο πρωτεΐνης απελευθερώθηκε σε διάφορα επίπεδα οξύτητας μέσω φασματοφωτομετρίας, μια μέθοδο που χρησιμοποιεί απορρόφηση φωτός για τη μέτρηση της ποσότητας της ουσίας που υπάρχει σε ένα δείγμα. Βρήκαμε ότι τα σταγονίδια pZC διατήρησαν το φορτίο πρωτεΐνης τους σε όξινες συνθήκες και το απελευθέρωσαν σταθερά καθώς μειώνονταν η οξύτητα.
Κάνοντας τα φάρμακα πιο βολικά
Πιστεύουμε ότι το σύστημα pZC μπορεί να δώσει τη δυνατότητα στους ερευνητές να αναπτύξουν νέους και βελτιωμένους τρόπους παροχής φαρμάκων μέσω του γαστρεντερικού σωλήνα. Η μελλοντική μας εργασία θα επικεντρωθεί στην καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο συμπεριφέρονται τα pZC καθώς οι χημικές τους ιδιότητες αλλάζουν σε διαφορετικές συνθήκες. Πειραματιζόμαστε επίσης με διαφορετικούς τύπους πολυμερών και φορτίων φαρμάκων.
Ελπίζουμε ότι οι μέθοδοι και το εννοιολογικό μας πλαίσιο θα αυξήσουν μια μέρα τον αριθμό και την ποικιλία των φαρμάκων που μπορούν να ληφθούν από το στόμα, καθιστώντας πιο βολική τη λήψη του φαρμάκου και βελτιώνοντας τη ζωή των ασθενών.
