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

Новая разработка поможет в борьбе с меланомой.

Фото Pixabay.

Пластырь с микроиглами доставит лекарство за 60 секунд.

Фото Celestine Hong, Yanpu He.

Механизм действия пластыря (схематично). На снимках справа красным показана скорость проникновения лекарственного препарата в кожу.

Иллюстрация ACS Nano 2018, 12, 10, 10272/перевод Вести.Наука.

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.

Пластырь с микроиглами доставит лекарство за 60 секунд.

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.

Механизм действия пластыря (схематично). На снимках справа красным показана скорость проникновения лекарственного препарата в кожу.

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.