Wygodniejsze terapie dzięki mikrokapsułkom

Naukowcy testują polimerowe mikrokapsułki, które po wstrzyknięciu do organizmu mają uwalniać leki w zaprogramowanym tempie – od kilku dni nawet do kilku miesięcy. Dzięki temu podawanie leków ma być łatwiejsze, a terapie skuteczniejsze.

Groźne dla zdrowia pomijanie kluczowych dawek leków czy szczepionek może odejść do przeszłości dzięki inteligentnym mikrokapsułkom – twierdzą eksperci z Rice University (USA).

– To ogromny problem w leczeniu chorób przewlekłych – mówi prof. Kevin McHugh, współautor pracy opublikowanej w piśmie „Advanced Materials”.

– Szacuje się, że 50 proc. ludzi nie przyjmuje zapisanych im leków poprawnie. Teraz będziemy mogli wykonać im jeden zastrzyk, który będzie działał przez kilka miesięcy – podkreśla badacz.

W samych Stanach Zjednoczonych – informują badacze – niewłaściwe przyjmowanie leków odpowiada za 25 proc. hospitalizacji, rocznie 100 tys. zgonów i 100 mld USD kosztów. Rozwiązaniem mogą być mikrokapsułki, które powoli rozpuszczają się w organizmie.

Ogólna idea nie jest nowa, ale teraz powstał nowy, dużo bardziej zaawansowany i uniwersalny rodzaj takich kapsułek. Noszą one nazwę PULSED (Particles Uniformly Liquified and Sealed to Encapsulate Drugs – lecznicze cząsteczki równomiernie rozpuszczone i zamknięte w kapsułkach).

Z pomocą m.in. wysokiej rozdzielczości druku 3D naukowcy tworzą biodegradowalne mikrocylindry połączone w liczące 300 sztuk układy.

Taki zestaw jest na tyle nieduży, że można go wprowadzić do organizmu za pomocą zwykłej igły.

Mikrocylindry napełnia się lekami i można tak dobrać ich budowę, aby precyzyjnie określić, z jaką prędkością mają się rozpuszczać i uwalniać lecznicze substancje. Obecnie okres ten może trwać od 10 dni aż do 5 tygodni.

Co równie ważne, cylindry uwalniają lek równomiernie. Jak tłumaczą naukowcy, dotychczasowe kapsułki tego nie zapewniały, co mocno ograniczało ich zastosowanie. Na przykład pierwszego dnia stężenie leku mogło osiągać poziom na granicy toksyczności, a 10. dnia spadać poniżej progu działania.

– Zmotywowała nas głównie sytuacja dotycząca szczepionek. W ich przypadku zwykle potrzebnych jest wiele dawek podanych w ciągu kilku miesięcy. To trudne do uzyskania w ubogich i średnio rozwiniętych krajach ze względu na dostęp do usług medycznych – mówi prof. McHugh.

– Pomyśleliśmy: „A co, jeśli stworzymy cząstki uwalniające leki w pulsujący sposób?” Wysunęliśmy hipotezę, że ta złożona z rdzenia i otoczki struktura – ze szczepionką umieszczoną we wnętrzu kieszeni z biodegradowalnego polimeru – może pozwolić na natychmiastowe uwolnienie substancji oraz uwalniać ją powoli w określonym czasie – opowiada badacz.

PULSED nie zostały jeszcze przetestowane pod kątem działania trwającego kilka miesięcy, ale prowadzone w innych ośrodkach badania nad zastosowanym polimerem wskazują, że kapsułki powinny działać także w takiej skali czasowej.

Kapsułki mają jeszcze jedną zaletę – można je umieścić w konkretnym miejscu, na przykład w pobliżu guza, gdzie będą uwalniały lek, oszczędzając resztę organizmu.

– Przy toksycznej chemioterapii chcielibyśmy móc skoncentrować całą truciznę w guzie, a nie rozprzestrzeniać ją po reszcie ciała. Próbowano eksperymentów, w których rozpuszczalne leki wstrzykiwano prosto do guzów. Pozostaje jednak pytanie, ile czasu minie, zanim ten lek zacznie z guza wyciekać – zwraca uwagę prof. McHugh.

– Nasze kapsułki pozostają tam, gdzie się je umieści. W ten sposób chcemy podnieść skuteczność chemioterapii i zmniejszyć jej skutki uboczne. Można to uzyskać za pomocą przedłużonego podawania większego stężenia leku dokładnie w miejscu przeznaczenia – tłumaczy naukowiec.