Доставить за 60 секунд: новый уникальный способ введения лекарств поможет справиться даже с раком

Фармацевтами и иммунологами разработаны самые разные способы введения лекарств и вакцин. Однако некоторые из них (например, доставка веществ через кожу) не очень эффективны, а "старые добрые" инъекции не только болезненны, но и могут приводить к различным осложнениям.

Учёные из Массачусетского технологического института (MIT) разработали ещё один способ введения медицинских препаратов в тело человека.

Предложенные ими пластыри с микроиглами покрыты тонкими плёнками с лекарственным веществом. Они просты в использовании и позволяют отказаться от болезненных инъекций. Однако сама технология далеко не так проста, как может показаться на первый взгляд.

Исследователи работали над созданием щадящего и эффективного способа доставки вакцин и лекарств в организм с 2018 года.

Тогда химикам удалось создать уникальный pH-чувствительный полимер, который при контакте с кожей может изменять заряд и за счёт этого высвобождать вещество. Благодаря такому свойству, связь молекул полимера с нанесённой на них вакциной или медикаментом не такая прочная, как в стандартных пластырях, применяемых, например, гормональных или никотиновых.

"Одна часть [полимера] содержит аминогруппы, имеющие положительный заряд при pH, при котором создаются микроиглы, но при контакте с кожей под воздействием её рН становятся нейтральными. Вторая часть состоит из карбоновых кислот. Поначалу они не имеют заряда, но при нанесении пластыря на кожу становятся отрицательно заряженными. Поэтому в итоге общий заряд меняется с положительного на отрицательный", – поясняет руководитель исследования Паула Хэммонд (Paula Hammond) в материалах издания EurekAlert.

Благодаря необычному строению и составу необходимые дозы препарата можно ввести всего за одну минуту (существующим пластырям для "высвобождения" действующего вещества требуется порядка 90 минут). Микроиглы внедряют плёнку вместе с лекарством или вакциной в поверхностные слои кожи, и вещество продолжает работать даже после удаления патча.

Исследователи уже провели испытания многообещающей разработки. Используя пластырь с микроиглами, команда вакцинировала мышей овальбумином (яичным белком, широко применяемым для испытаний в иммунологии) и сравнила результаты с внутримышечными и подкожными инъекциями этого же вещества.

Учёные обнаружили, что при введении овальбумина с помощью патчей с микроиглами уровень антител у животных был в девять раз выше, чем при стандартной доставке антигена с помощью внутримышечной инъекции (так, например, прививают от гриппа).

Альтернативный способ введения оказался также значительно эффективней подкожной вакцинации (как при прививке от кори). Количество антител в крови мышей после "пластырной прививки" было в 160 раз выше, чем после подкожного введения.

Химики провели подобные испытания и на образцах здоровой кожи человека. Иммунизация с помощью патча также показала высокую эффективность в человеческих тканях.

Но одним лишь созданием пластыря дело не ограничилось. Авторы изобретения разработали вакцину от меланомы, которую будут вводить с помощью своего уникального изобретения. Буквально на днях на заседании Американского химического общества 2019 года исследователи из MIT представят доклад на эту тему.

По словам создателей, вакцина состоит из маркера, который в большом количестве производят клетки меланомы, и вещества, повышающего общую иммунную реакцию организма.

Группа Хэммонд уже провела испытания нового соединения на лабораторных мышах. Учёные определили оптимальную структуру микроигл, которая, по-видимому, может активировать клетки так называемого местного иммунитета, расположенные прямо в коже.

Эксперты пришли к такому выводу, обнаружив, что после введения вакцины в кожу эти клетки мигрировали в лимфатическую систему животных и активировали других агентов иммунитета для борьбы с возможным заболеванием.

Следующим этапом станет испытание новых пластырей для лечения уже имеющейся меланомы у мышей, а также создание коммерчески доступного, одобренного к применению устройства.

Учёные уверены, что пластырь станет надёжным инструментом в арсенале онкологов и поможет справиться с одной из самых опасных злокачественных опухолей современности.

К слову, ранее авторы "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали и о других похожих разработках, обещающих излечить от меланомы, а также о нановакцине против неё. Писали мы и том, как "пластырные технологии" могут облегчить жизнь людям с диабетом, залечить сложные раны в полости рта и даже спасти жизнь.