کپسول تحویل دارو می‌تواند جایگزین تزریق دارو‌های پروتئینی شود

در سال‌های اخیر، دانشمندان آنتی بادی‌های مونوکلونال - پروتئین‌هایی که از سیستم ایمنی بدن خود تقلید می‌کنند - ساخته‌اند که می‌توانند با انواع بیماری‌ها، از جمله برخی از سرطان‌ها و اختلالات خود ایمنی مانند بیماری کرون، مبارزه کنند. در حالی که این دارو‌ها به خوبی کار می‌کنند، یک اشکال آن‌ها این است که باید تزریق شوند.

به گزارش فرادید، تیمی از مهندسان MIT، با همکاری دانشمندان بیمارستان Brigham and Women’s و Novo Nordisk، بر روی یک استراتژی زایمان 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 ببلعند و سپس آن را مستقیماً به دیواره داخلی معده تزریق کنند.

جیووانی تراورسو، کاروان ون می‌گوید: «اگر بتوانیم مصرف دارو‌های خود را برای بیماران تسهیل کنیم، احتمال بیشتری وجود دارد که آن‌ها آن را مصرف کنند، و ارائه دهندگان مراقبت‌های بهداشتی به احتمال زیاد از درمان‌هایی استفاده می‌کنند که شناخته شده است.» استادیار توسعه شغلی Tassel، مهندسی مکانیک در MIT و متخصص گوارش در بیمارستان Brigham و زنان.

در تحقیقی که در Nature Biotechnology ظاهر شد، محققان نشان دادند که از کپسول آن‌ها می‌توان نه تنها آنتی بادی‌های مونوکلونال بلکه سایر دارو‌های پروتئینی بزرگ مانند انسولین را در خوک‌ها استفاده کرد.

هدف قرار دادن معده

اکثر دارو‌های پروتئینی بزرگ را نمی‌توان به صورت خوراکی تجویز کرد، زیرا آنزیم‌های دستگاه گوارش قبل از جذب آن‌ها تجزیه می‌شوند. تراورسو و همکارانش روی استراتژی‌های زیادی برای ارائه این دارو‌ها به صورت خوراکی کار کرده‌اند و در سال ۲۰۱۹، آن‌ها کپسولی را تولید کردند که می‌تواند برای تزریق حداکثر ۳۰۰ میکروگرم انسولین مورد استفاده قرار گیرد.

این قرص، تقریباً به اندازه یک بلوبری، دارای گنبدی بلند و شیب دار است که از لاک پشت پلنگی الهام گرفته است. همانطور که لاک پشت می‌تواند خود را در صورت غلتیدن به پشت راست کند، کپسول نیز می‌تواند خود را جهت دهد تا سوزن آن به دیواره داخلی معده تزریق شود. در نسخه اصلی، نوک سوزن از انسولین فشرده ساخته شده بود که پس از تزریق به دیواره معده در بافت حل شد.

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

کپسول تحویل جدید پر از مایع است و همچنین حاوی یک سوزن تزریق و یک پیستون است 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 می‌شود و سوزن را به داخل مخاط معده فشار می‌دهد، در حالی که پیستون مایع را از طریق سوزن هل می‌دهد. هنگامی که کپسول خالی است، پیستون دوم سوزن را به داخل کپسول می‌کشاند تا بتواند با خیال راحت از طریق دستگاه گوارش دفع شود.

قرص جدیدی که در مطالعه Nature Biotechnology توضیح داده شده است، همان شکل را حفظ کرده و به کپسول اجازه می‌دهد 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 ۴ میلی گرم استفاده کرد.

تحویل دارو‌ها به شکل مایع می‌تواند به آن‌ها کمک کند تا سریعتر به جریان خون برسند، که برای دارو‌هایی مانند انسولین و اپی نفرین، که برای درمان واکنش‌های آلرژیک استفاده می‌شود، ضروری است.

سطوح قابل توجه

در آزمایش بر روی خوک‌ها، محققان نشان دادند که می‌توانند یک آنتی بادی مونوکلونال به نام adalimumab (Humira) را در سطوح مشابه آن‌هایی که از طریق تزریق به دست می‌آید، تحویل دهند. این دارو برای درمان اختلالات خود ایمنی مانند بیماری التهابی روده و آرتریت روماتوئید استفاده می‌شود. آن‌ها همچنین نوعی داروی پروتئینی معروف به آگونیست گیرنده GLP-۱ را تحویل دادند که برای درمان دیابت نوع ۲ 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 واقعاً نحوه تفکر ما در مورد مدیریت این شرایط را تغییر می‌دهد.»

علاوه بر این، محققان طی چند روز کپسول به حیوانات دادند و دریافتند که دارو‌ها هر بار به طور مداوم تحویل داده می‌شود. آن‌ها همچنین هیچ علامتی از آسیب به دیواره معده پس از تزریق‌ها پیدا نکرده‌اند که حدود ۴.۵ میلی متر به بافت نفوذ می‌کند.

دیوید بریدن، پروفسور تحویل پیشرفته دارو در کالج دانشگاه دوبلین، که در این تحقیق مشارکت نداشت، این رویکرد جدید را «پیشرفت بسیار هیجان‌انگیز برای تحویل بالقوه ماکرومولکول‌های خوراکی» توصیف کرد. اینکه میزان مشابه خون با سطوح ناشی از تزریق این نوع دارو‌ها با تجویز معده به حیوانات بزرگ به دست آید، یک نقطه عطف فنی برای این منطقه است.»

تیم MIT در حال همکاری با Novo Nordisk برای توسعه بیشتر این سیستم است.

رهبک می‌گوید: «اگرچه هنوز روز‌های اولیه است، اما ما معتقدیم این دستگاه می‌تواند رژیم‌های درمانی را در طیف وسیعی از مناطق درمانی تغییر دهد. تحقیقات و توسعه مداوم این رویکرد به این معنی است که چندین دارو که در حال حاضر فقط از طریق تزریق داخل وریدی (راه‌های غیر خوراکی) تجویز می‌شوند ممکن است در آینده به صورت خوراکی تجویز شوند. هدف ما این است که دستگاه را در اسرع وقت وارد آزمایشات بالینی کنیم.»