En lettere resept

Anonim

Type I diabetes pasienter injiserer vanligvis insulin flere ganger om dagen, en smertefull prosess som reduserer livskvalitet. Injiserbare medisiner er også forbundet med manglende overholdelse, noe som kan resultere i langsiktige komplikasjoner for pasienter med kronisk sykdom og dramatiske økninger i helsekostnader.

Så, hva holder doktorer tilbake fra å foreskrive en langt enklere løsning, som en insulinpille? Våre egne fordøyelsessystemer er skylden, for i dette tilfelle fungerer de for godt til eget bruk.

"Kroppene våre ser proteiner som vi inntar som mat, selv om dette er et terapeutisk proteinmedium som insulin. Proteiner som kommer inn i magen, fordøyes til individuelle aminosyrer og mister enhver tiltenkt terapeutisk funksjon, " forklarer Katie Whitehead, assisterende professor i kjemikalier ingeniørfag ved Carnegie Mellon University.

Selv om stoffet på en eller annen måte kunne gjøre reisen til tynntarmen uten å bli fordøyd, ville kroppen vår ikke kunne absorbere den. Store proteinmedikamenter gjennomsyrer ikke tarmforingen, noe som betyr at det er umulig for stoffet å bevege seg inn i blodet og begynne å jobbe i kroppen.

Whitehead så denne utfordringen mot rusmiddelbruk som en mulighet til å samle seg med kollega Alan Russell, professor og direktør for Disruptive Health Technology Institute. Med Whiteheads bakgrunn i legemiddelleveringssystemer og Russells kompetanse innen polymerbasert proteinteknikk utviklet teamet en ny løsning. Deres forskning ble nylig publisert i The Journal of Controlled Release .

Ved å bruke en teknikk som heter Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) (som ble utviklet hos Carnegie Mellon av kjemi professor Krzysztof Matyjaszewski), laget laget et pakket protein som overlever fordøyelseslignende forhold og transporteres lett over tarmbarrieren i en cellekulturmodell. Proteinet som ble brukt i denne studien, fungerte som en modell for terapeutiske legemidler som insulin.

ATRP tillot Russell å feste en polymer til modellproteinet. En gang festet, virket denne polymer som et skjold mot fordøyelsesenzymer i magen.

"Vårt team hadde utviklet en polymer som var veldig stabil, nok til at den ville overleve i saltsyre, " sier Russell. "Vi følte oss sikre på at vi kunne bruke denne polymeren til å beskytte modellproteinet fra magen, men den andre utfordringen var fortsatt selektiv å flytte modellproteinet gjennom tarmveggen."

For å takle denne utfordringen, identifiserte Whitehead en kjemisk struktur kalt fenylpiperazin som øker permeabiliteten i tarmen. Ved å omgjøre proteinet i en polymer laget av fenylpiperazin, passerte modellproteinet lett over tarmcellebarrierer. Forskningsgruppen økte spesielt transporten av modellproteinet uten å øke transporten av andre skadelige forbindelser, for eksempel avfallsprodukter, over tarmene.

"Vi er begeistret for denne undersøkelsen fordi vi har vist at polymerkonjugering kan brukes til å oppnå oral levering av protein. Disse funnene gir opphav til mange flere spørsmål vi ser frem til å takle, for eksempel hvordan polymerstrukturen og arkitekturen påvirker leveringsprosessen så vel som om disse resultatene oversetter in vivo, sier Whitehead.

Dette prosjektet vurderes av forskerne å være et viktig innledende skritt i sin forskning mot utvikling av orale legemiddelleveranser som kan testes og brukes klinisk.

menu
menu