Νέα τεχνολογία επιτρέπει τη στοχευμένη χορήγηση φαρμάκων στον οισοφάγο

Οι διαθέσιμες θεραπευτικές επιλογές για τα άτομα που πάσχουν από παθήσεις του οισοφάγου είναι περιορισμένες. Η άμεση χορήγηση φαρμάκων σε αυτό το τμήμα του σώματος είναι ιδιαίτερα δύσκολη, με αποτέλεσμα οι ασθενείς να λαμβάνουν συνήθως συστηματικές θεραπείες, οι οποίες συχνά συνοδεύονται από ανεπιθύμητες παρενέργειες.

Για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα, μηχανικοί του MIT ανέπτυξαν μια νέα φαρμακευτική σύνθεση σε μορφή γέλης, η οποία λαμβάνεται από το στόμα και, μετά την κατάποση, επικαλύπτει τον βλεννογόνο του οισοφάγου, επιτρέποντας στα φάρμακα να διεισδύουν στους ιστούς.

Η σύνθεση περιλαμβάνει μια υδρογέλη και άλλα συστατικά που διευκολύνουν την ταχεία απορρόφηση των φαρμάκων. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη χορήγηση αντισωμάτων, όπως η ινφλιξιμάμπη (infliximab), η οποία χρησιμοποιείται στη θεραπεία πολλών αυτοάνοσων νοσημάτων, καθώς και άλλων αντισωμάτων ή φαρμάκων μικρού μοριακού βάρους.

«Υπάρχουν πολλοί άνθρωποι που πάσχουν από παθήσεις του οισοφάγου και τα διαθέσιμα φάρμακα έχουν πολύ περιορισμένη δυνατότητα να στοχεύσουν αποτελεσματικά αυτό το μέρος του σώματος. Ελπίζουμε ότι αυτή η πλατφόρμα θα διευκολύνει την ανάπτυξη θεραπειών που θα βοηθήσουν τους ασθενείς», λέει ο Τζιοβάνι Τραβέρσο, αναπληρωτής καθηγητής Μηχανολογίας στο MIT και γαστρεντερολόγος στο Brigham and Women’s Hospital.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Nature Biomedical Engineering». Κύρια συγγραφέας της μελέτης είναι η πρώην μεταδιδακτορική ερευνήτρια του MIT Χριστίνα Καραβασίλη, σήμερα επίκουρη καθηγήτρια στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης.

Απευθείας χορήγηση φαρμάκων

Μία από τις συχνότερες παθήσεις του οισοφάγου είναι η ηωσινοφιλική οισοφαγίτιδα, μια φλεγμονώδης νόσος που προκαλείται από τροφικές αλλεργίες και μπορεί να οδηγήσει σε στένωση του οισοφάγου, καθιστώντας αδύνατη την κατάποση τροφής. Η φλεγμονή στον οισοφάγο μπορεί επίσης να προκαλέσει και τη νόσο του Crohn.

Οι παθήσεις αυτές αντιμετωπίζονται συνήθως με φάρμακα, μεταξύ των οποίων και η ινφλιξιμάμπη, ένα αντίσωμα που εξουδετερώνει την πρωτεΐνη TNF-α, η οποία προκαλεί φλεγμονή. Ωστόσο, το φάρμακο αυτό καταστέλλει το ανοσοποιητικό σύστημα, αυξάνοντας τον κίνδυνο λοιμώξεων και άλλων επιπλοκών.

Η απευθείας χορήγηση του φαρμάκου στον οισοφαγικό ιστό θα μπορούσε να μειώσει σημαντικά αυτές τις παρενέργειες. Ωστόσο, η διαδικασία είναι δύσκολη, καθώς τα φάρμακα που λαμβάνονται από το στόμα διέρχονται πολύ γρήγορα από τον οισοφάγο. Επιπλέον, το εσωτερικό του οισοφάγου καλύπτεται από ένα στρώμα επιθηλιακών κυττάρων που λειτουργεί ως ισχυρό φράγμα στη διείσδυση των φαρμάκων.

Η έγχυση φαρμάκων στον ιστό του οισοφάγου αποτελεί μια άλλη επιλογή, αλλά είναι δυσάρεστη για τους ασθενείς και άβολη, καθώς πρέπει να πραγματοποιείται σε ιατρείο. Υπάρχει επίσης τουλάχιστον ένα αντιφλεγμονώδες στεροειδές φάρμακο που έχει τη μορφή παχύρρευστου μείγματος, το οποίο παραμένει στον οισοφάγο για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα μετά την κατάποση, χωρίς όμως να ξεπερνά αποτελεσματικά το φυσικό αυτό φράγμα.

Πώς λειτουργεί η νέα μέθοδος

Στόχος των ερευνητών ήταν να αναπτύξουν νέες φαρμακευτικές συνθέσεις που θα περιλάμβαναν μόρια τα οποία θα μπορούσαν να αυξήσουν τη διαπερατότητα αυτών των οισοφαγικών κυττάρων, επιτρέποντας τη διέλευση μεγαλύτερης ποσότητας φαρμάκου.

Για να εντοπίσουν ποια μόρια θα ενίσχυαν τη διαπερατότητα, οι ερευνητές σχεδίασαν ένα σύστημα διαλογής που μιμείται τη δομή του οισοφάγου. Το σύστημα αυτό περιλαμβάνει ιστό οισοφάγου τοποθετημένο ανάμεσα σε δύο κάθετες πλάκες. Τα φαρμακευτικά σκευάσματα εισάγονται στο επάνω μέρος της διάταξης, προσομοιώνοντας την κατάποση. Στη συνέχεια, οι ερευνητές μπόρεσαν να μετρήσουν πόση ποσότητα του φαρμάκου διερχόταν μέσω του ιστού και κατέληγε σε ειδικές υποδοχές της μίας πλάκας.

Χρησιμοποιώντας αυτό το σύστημα, οι ερευνητές μπόρεσαν να μετρήσουν πώς ανενεργά συστατικά που βοηθούν στην ενίσχυση των επιδράσεων των φαρμάκων επηρεάζουν τη διαπερατότητα του οισοφαγικού ιστού. Αρχικά, εξέτασαν περίπου 100 διαφορετικές ενώσεις και εντόπισαν αρκετές υποψήφιες. Στη συνέχεια, εξέτασαν ζεύγη αυτών των ενώσεων και διαπίστωσαν ότι ο πιο αποτελεσματικός συνδυασμός ήταν ένα ζεύγος χολικών αλάτων που ονομάζονται χηνοδεοξυχολικό νάτριο και χολικό νάτριο.

Τα άλατα αυτά φαίνεται ότι χαλαρώνουν προσωρινά τις συνδέσεις μεταξύ των κυττάρων, οι οποίες εμποδίζουν φυσιολογικά τη διέλευση μεγάλων μορίων. Οι ερευνητές πρόσθεσαν αυτά τα χολικά άλατα σε μια υδρογέλη από πολυσακχαρίτες, η οποία διαθέτει παχύρρευστη σύσταση, επιτρέποντάς της να προσκολλάται στο εσωτερικό τοίχωμα του οισοφάγου.

«Η υδρογέλη βοηθά τη σύνθεση να παραμένει περισσότερο στην επιφάνεια του οισοφάγου, ενώ τα χολικά άλατα αυξάνουν τη μεταφορά του φαρμάκου μέσω του ιστού», εξηγεί η Χριστίνα Καραβασίλη.

«Τα δεδομένα μας υποδηλώνουν ότι τα χολικά άλατα χαλαρώνουν προσωρινά αυτές τις διακυτταρικές συνδέσεις, κυρίως μέσω της αλληλεπίδρασής τους με ιόντα ασβεστίου που συμβάλλουν στη διατήρηση της ακεραιότητας των συνδέσεων. Αυτό δημιουργεί μια πιο διαπερατή οδό μεταξύ των κυττάρων, επιτρέποντας σε μεγαλύτερα μόρια να διεισδύουν στον βλεννογόνο ιστό με μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα», σημειώνει η επίκουρη καθηγήτρια στο Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης.

Λιγότερες παρενέργειες

Σε δοκιμές σε ζώα, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η νέα σύνθεση μπορούσε να μεταφέρει αποτελεσματικά την ινφλιξιμάμπη στον οισοφάγο. Παράλληλα, διαπίστωσαν ότι οι συνδέσεις μεταξύ των κυττάρων αποκαθίσταντο πλήρως μέσα σε διάστημα τριών ημερών.

Η μέθοδος αυτή θα μπορούσε να περιορίσει σημαντικά τις παρενέργειες που συνδέονται με τη συστηματική χορήγηση του συγκεκριμένου φαρμάκου.

«Σκοπός μας ήταν να χορηγήσουμε τα αντι-TNF ως πρότυπο φάρμακο, αλλά και να βοηθήσουμε τα άτομα που πάσχουν από παθήσεις όπως η νόσος του Crohn να έχουν στη διάθεσή τους επιλογές που θα μπορούν να χορηγηθούν απευθείας στην πάσχουσα περιοχή», λέει ο Τραβέρσο. «Αν έχουμε τη δυνατότητα στοχευμένης χορήγησης, ίσως καταφέρουμε να μετριάσουμε τις συστηματικές παρενέργειες αυτών των ανοσοκατασταλτικών φαρμάκων».

Οι ερευνητές εργάζονται πλέον για τη βελτιστοποίηση της σύνθεσης ενόψει πιθανών κλινικών δοκιμών σε ανθρώπους. Στόχος είναι η υδρογέλη να παραμένει αρκετό χρόνο στον οισοφάγο ώστε να απελευθερώνει αποτελεσματικά το φάρμακο, χωρίς όμως να προκαλεί δυσφορία στους ασθενείς.

Παράλληλα, εξετάζουν τη δυνατότητα αξιοποίησης της ίδιας τεχνολογίας και για άλλες κατηγορίες φαρμάκων.

«Πρόκειται για μια πλατφόρμα που ανοίγει τον δρόμο για την ανάπτυξη νέων συστημάτων χορήγησης φαρμάκων στον οισοφάγο, κάτι που μέχρι σήμερα δεν ήταν εφικτό, επειδή δεν υπήρχαν τα κατάλληλα εργαλεία», καταλήγει ο Τραβέρσο.

Πηγή: Medicalxpress