کپسول‌های تحویل دارو می‌توانند جایگزین تزریق داروهای پروتئینی شوند

در سال‌های اخیر، دانشمندان آنتی بادی‌های مونوکلونال – پروتئین‌هایی که از سیستم دفاعی خود بدن تقلید کرده و از طریق شبیه سازی یک گلبول سفید خون منحصر به فرد ساخته می‌شوند. تمام آنتی بادی‌های بعدی که از این طریق بدست می‌آیند، به یک سلول والد منحصر به فرد باز می‌گردند. آنتی بادی‌های مونوکلونال می‌توانند میل یک ظرفیتی داشته باشند و فقط به همان اپی توپ متصل شوند – ساخته اند که می‌توانند با انواع بیماری‌ها، از جمله برخی از سرطان‌ها و اختلالات خود ایمنی مانند بیماری کرون (Crohn’s) – بیماری کرون نوعی بیماری التهابی روده (IBD) است که باعث التهاب دستگاه گوارش شما شده و می‌تواند منجر به درد شکم، اسهال شدید، خستگی، کاهش وزن و سوء تغذیه شود – مبارزه کنند. در حالی که این داروها به خوبی عمل می‌کنند، یک مشکل آن‌ها این است که باید تزریق شوند.

تیمی از مهندسانMIT ، با همکاری دانشمندان بیمارستان‌های Brigham، Women’s وNovo Nordisk ، بر روی یک روش دارو رسانی جایگزین کار می‌کنند که می‌تواند استفاده از آنتی بادی‌های مونوکلونال و سایر داروهایی که معمولاً باید تزریق شوند را برای بیماران بسیار آسان کند. آن‌ها تصور می‌کنند که بیماران می‌توانند به سادگی یک کپسول حامل دارو را بلعیده و سپس آن را مستقیماً به دیواره داخلی معده تزریق کنند.

جیووانی تراورسو (Giovanni Traverso)، پروفسورthe Karl van Tassel Career Development Assistant of Mechanical Engineering at MIT و متخصص گوارش در بیمارستان بریگهام و زنان، می‌گوید: «اگر بتوانیم مصرف داروها را برای بیماران تسهیل کنیم، احتمال بیشتری وجود دارد که آن‌ها داروهارا مصرف کنند و مراکز درمانی و بهداشتی نیز بیشتر از درمان‌هایی استفاده می‌کنند که شناخته شده است.»

در مطالعه‌ای که اخیراً در Nature Biotechnology چاپ شد، محققان نشان دادند که می‌توان از این کپسول نه تنها برای دارو رسانی آنتی بادی‌های مونوکلونال بلکه برای سایر داروهای پروتئینی بزرگ مانند انسولین در خوک‌ها، استفاده کرد.

تراورسو و اولریک رهبک (Ulrik Rahbek)، نایب رئیسNovo Nordisk ، نویسندگان ارشد این مقاله هستند. دانشجوی سابق فارغ التحصیل MIT الکس آبرامسون (Alex Abramson) و دانشمندان‌Novo Nordisk ، Revsgaard Frederiksen Morten و Andreas Vegge نویسندگان اصلی هستند.

هدف گیری معده

بیشتر داروهای پروتئینی بزرگ را نمی‌توان به صورت خوراکی تجویز کرد زیرا آنزیم‌های موجود در دستگاه گوارش قبل از جذب آن‌ها را تجزیه می‌کنند. تراورسو و همکارانش روی روش‌های زیادی برای ارائه این داروها به صورت خوراکی کار کرده‌اند و در سال 2019‌، آنها کپسولی را تولید کردند که می‌تواند برای تزریق حداکثر 300 میکروگرم انسولین مورد استفاده قرار گیرد.

آن قرص‌، تقریباً به اندازه یک بلوبری، دارای هلالی بلند و تیز است که از لاک پشت پلنگی الهام گرفته شده است. همانطور که لاک پشت می‌تواند خود را در صورت وارونه شدن، به سمت راست غلت دهد، کپسول نیز می‌تواند خود را جهت دهد تا سوزن آن به دیواره داخلی معده وارد شود. در نسخه اصلی‌، نوک سوزن از انسولین فشرده ساخته شده بود که پس از تزریق به دیواره معده در بافت حل می‌شد.

قرص جدیدی که در مطالعه Nature Biotechnology توضیح داده شده است‌، همان شکل را حفظ کرده و به کپسول اجازه می دهد تا به محض ورود به معده‌، به درستی جهت گیری کند. با این حال، محققان فضای داخلی کپسول را دوباره طراحی کردند تا بتوان از آن برای تحویل داروهای مایع، در مقادیر بیشتر – تا 4 میلی گرم – استفاده کرد.

تحویل داروها به شکل مایع به داروها کمک می‌کند تا سریع‌تر به جریان خون برسند که این مسئله برای داروهایی مانند انسولین و اپی نفرین که برای درمان واکنش‌های آلرژیک استفاده می‌شوند، ضروری است.

تراورسو می‌گوید: «محققان دستگاه خود را برای هدف قرار دادن معده (نه قسمت‌های بعدی دستگاه گوارش) طراحی کردند، زیرا مدت زمانی که طول می‌کشد تا چیزی پس از بلع به معده برسد، در افراد یکسان است. همچنین، لایه داخلی معده ضخیم و عضلانی است و تزریق دارو را در عین کاهش عوارض جانبی مضر، ممکن می‌سازد.

کپسول تحویلی جدید پر از مایع است و همچنین حاوی یک سوزن تزریق و یک پیستون می‌باشد که به بیرون کشیدن مایع از کپسول کمک می‌کند. هم سوزن و هم پیستون توسط یک گلوله ساخته شده از شکر جامد در جای خود نگه داشته می‌شوند. هنگامی که کپسول وارد معده می‌شود، محیط مرطوب باعث حل شدن گلوله شده و سوزن را به داخل دیواره معده می‌فشارد و در عین حال پیستون مایع را از طریق سوزن هل می‌دهد. هنگامی که کپسول خالی شد، پیستون دوم سوزن را به داخل کپسول کشانده تا بتواند به آسانی از طریق دستگاه گوارش دفع شود.

سطوح قابل توجه

با آزمایش بر روی خوک‌ها، محققان نشان دادند که می‌توانند یک آنتی بادی مونوکلونال به نام adalimumab (Humira) را به سطوح مشابهی که از طریق تزریق انتقال داده می‌شد، تحویل دهند. این دارو برای درمان اختلالات خود ایمنی مانند بیماری التهابی روده و آرتریت روماتوئید (rheumatoid arthritis) استفاده می‌شود. همچنین این کپسول‌ها توانستند نوعی داروی پروتئینی به گیرنده آگونیست GLP-1 را دارو رسانی کنند که برای درمان دیابت نوع 2 استفاده می‌شود.

تراورسو می‌گوید: «تحویل آنتی بادی‌های مونوکلونال به صورت خوراکی، یکی از بزرگ‌ترین چالش‌هایی است که ما در زمینه علم تحویل دارو با آن روبرو هستیم. از دیدگاه مهندسی، توانایی ارائه آنتی بادی‌های مونوکلونال در سطوح قابل توجه، به واقع نحوه تفکر ما را در مورد مدیریت این چالش تغییر می‌دهد.»

به علاوه، محققان پس از دادن این کپسول‌ها به حیوانات در طی چندین روز، دریافتند که هر بار، داروها به طور مداوم تحویل داده می‌شوند. آن‌ها همچنین هیچ علامتی از آسیب به دیواره معده پس از این تزریق ها پیدا نکردند در حالی که سوزن این کپسول‌ها حدود 5/4 میلی متر به بافت نفوذ می‌کند.

تیم MIT با همکاریNovo Nordisk  در حال تلاش برای توسعه بیشتر این سیستم هستند.

رهبک می گوید: «اگرچه هنوز در ابتدای راه هستیم اما معتقدیم که این روش می‌تواند سیستم‌های درمانی را در طیف وسیعی از مناطق درمانی تغییر دهد. تحقیقات و توسعه مداوم این دستاورد بدین معناست که چندین دارو که در حال حاضر فقط از طریق تزریق داخل وریدی (راههای غیر خوراکی) تجویز می شوند می‌توانند در آینده به صورت خوراکی تجویز شوند. هدف ما این است که سیستم را در اسرع وقت به آزمایشات بالینی برسانیم.»

مترجم: فاطمه فریادرس

منبع