Farmaci a rilascio progressivo potrebbero consentire alle persone di ricevere tutte le dosi di un medicinale in un’unica soluzione. Risolvendo i problemi organizzativi dei programmi di vaccinazione nelle regioni remote
MIT Technology Review Italia
In un nuovo studio, i ricercatori del MIT descrivono delle microparticelle che si degradano nel tempo e possono essere programmate in modo da rilasciare il loro contenuto in momenti diversi, senza problemi di degrado delle sostanze. Queste particelle possono rimanere sotto la pelle fino al rilascio del farmaco per poi rompersi, proprio come le suture riassorbibili.
Secondo Ana Jaklenec, ricercatrice del Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT, la tecnologia potrebbe essere applicabile a tutti i tipi di vaccini, compresi quelli a base di proteine ricombinanti, di DNA e persino di RNA, e per una serie di altre terapie inclusi farmaci antitumorali, terapia ormonale e farmaci biologici.
I ricercatori hanno descritto per la prima volta la loro nuova tecnica di microfabbricazione per la produzione di queste microparticelle cave in un articolo scientifico del 2017. Le particelle sono costituite da PLGA, un polimero biocompatibile che è già stato approvato per l’uso in dispositivi medici come impianti, suture e dispositivi protesici.
Grazie a un sistema di erogazione automatizzato personalizzato, i ricercatori hanno riempito delle coppette in polimero con un farmaco o un vaccino e lo hanno sigillato all’interno. Questa tecnica, denominata SEAL (StampEd Assembly of polymer Layers), può essere utilizzata per produrre particelle di qualsiasi forma o dimensione. Nel nuovo studio, pubblicato su “Science Advances”, “volevamo capire come queste conoscenze possono essere utilizzate per aiutare a stabilizzare farmaci e vaccini e ottimizzare la loro cinetica“, spiega Jaklenec.
I loro studi sul meccanismo di rilascio hanno rivelato che i polimeri PLGA che compongono le particelle vengono gradualmente scissi dall’acqua e quando una quantità sufficiente di questi polimeri si è scomposta, il coperchio diventa molto poroso. Subito dopo la comparsa di questi pori, il coperchio si rompe, facendo fuoriuscire il contenuto. I ricercatori hanno quindi deciso di analizzare come una varietà di parametri di progettazione, tra cui la dimensione e la forma delle particelle e la composizione dei polimeri utilizzati per realizzarle, influenzino i tempi di rilascio del farmaco.
Con loro sorpresa, hanno scoperto che la dimensione e la forma delle particelle avevano scarso effetto sulla cinetica di rilascio dei farmaci. A differenza delle altre, le particelle di PLGA rilasciano il loro carico utile in momenti diversi in base alle differenze nella composizione del polimero e dei gruppi chimici attaccati alle estremità dei polimeri. “Se si desidera che il rilascio avvenga dopo sei mesi, si utilizza il polimero corrispondente, se invece deve avvenire dopo due giorni, si prende in considerazione un altro polimero”, afferma l’autore principale dello studio Morteza Sarmadi.
I ricercatori hanno anche studiato il modo in cui i cambiamenti del pH ambientale influiscono sulle particelle. Quando l’acqua scompone i polimeri PLGA, i sottoprodotti includono acido lattico e acido glicolico, che rendono l’ambiente generale più acido. Ciò può danneggiare i farmaci trasportati all’interno delle particelle, che di solito sono proteine o acidi nucleici sensibili al pH.
E’ stato quindi elaborato un modello computazionale che può prendere in considerazione molti parametri di progettazione diversi e prevedere come una particolare particella si degraderà nel corpo. Questo tipo di modello potrà essere utilizzato per guidare lo sviluppo del tipo di particelle PLGA su cui i ricercatori si sono concentrati in questo studio, o altri tipi di particelle o dispositivi medici microfabbricati o stampati in 3D. Il team di ricerca ha già utilizzato questa strategia per progettare un vaccino antipolio auto-potenziato, che ora è in fase di sperimentazione sugli animali. Di solito, il vaccino contro la poliomielite deve essere somministrato in una serie di due o quattro iniezioni separate.
Questo tipo di somministrazione di farmaci potrebbe anche essere utile per il trattamento di malattie come il cancro. In uno studio apparso su “Science Translational Medicine” del 2020 , i ricercatori hanno pubblicato un documento in cui hanno dimostrato di poter fornire farmaci che stimolano il percorso STING, che promuove le risposte immunitarie nell’ambiente circostante un tumore, in diversi modelli murini di cancro. Dopo essere state iniettate nei tumori, le particelle hanno erogato più dosi del farmaco nell’arco di diversi mesi, il che ha inibito la crescita del tumore e ridotto le metastasi negli animali trattati.
Immagine: Pixabay, Geralt
(rp)
