I biofarmaci somministrati per via orale devono permeare le cellule epiteliali del piccolo intestino umano. Questo può essere fatto identificando peptidi ciclici innovativi che facilitano l'assorbimento da parte dell'intestino tenue di macromolecole fagiche che sono più grandi dei biofarmaci. (Ristampato dal Journal of Controlled Release, 262, Shunsuke Yamaguchi, Shingo Ito, Mio Kurogi-Hirayama, Sumio Ohtsuki, Identificazione di peptidi ciclici per facilitare il trasporto transcellulare dei fagi attraverso l'epitelio intestinale in vitro e in vivo, 232-238, 2017 con il permesso di Elsevier.)
Poiché i biofarmaci hanno un peso molecolare medio e alto, macromolecole biologicamente attive, non sono facilmente assorbiti dall'intestino tenue, determinando un collo di bottiglia per la somministrazione orale. Ora, ricercatori dell'Università di Kumamoto in Giappone hanno scoperto un nuovo, peptide permeabile all'intestino tenue che può facilitare l'assorbimento del tratto digestivo di prodotti biofarmaceutici. Si prevede che la scoperta contribuirà notevolmente allo sviluppo di farmaci somministrati per via orale per farmaci che sono attualmente disponibili solo per iniezione, compresi i biofarmaci ampiamente utilizzati come l'insulina.
I farmaci somministrati per via orale sono tra i tipi di farmaci più convenienti e più sicuri. Molti farmaci attualmente in commercio sono composti a basso peso molecolare che possono essere assorbiti dall'intestino tenue. Biomedicinali come insulina, gli anticorpi e gli acidi nucleici sono quasi completamente non assorbiti nell'intestino tenue perché sono composti macromolecolari con grandi pesi molecolari costituenti. Perciò, non ci sono attualmente formulazioni orali per questi biofarmaci, quindi vengono somministrati tramite iniezioni, che sono fisicamente e mentalmente gravosi per il paziente.
I peptidi penetranti nelle cellule (CPP) sono peptidi che facilitano il rilascio di molecole con bassa permeabilità della membrana cellulare, comprese proteine e acidi nucleici, attraverso la membrana cellulare. È quindi un metodo promettente per facilitare l'assorbimento (penetrazione) nell'intestino tenue dei farmaci polimerici. Però, quando si utilizzano CPP esistenti per legarsi a biofarmaci, l'effetto sul miglioramento dell'assorbimento intestinale è piccolo.
Facilitazione della permeabilità dei fagi mediante peptidi ciclici identificati attraverso cellule modello intestinali umane e intestino tenue di topo. [Inizio] Esperimento di permeabilità cellulare Caco-2, [In basso] Esperimento di assorbimento dell'intestino tenue del mouse. (Ristampato da Giornale del Rilascio Controllato , 262, Shunsuke Yamaguchi, Shingo Ito, Mio Kurogi-Hirayama, Sumio Ohtsuki, Identificazione di peptidi ciclici per facilitare il trasporto transcellulare dei fagi attraverso l'epitelio intestinale in vitro e in vivo, 232-238, 2017 con il permesso di Elsevier.)
I ricercatori dell'Università di Kumamoto hanno pensato che anche se i CPP esistenti facilitano il trasporto dal tratto gastrointestinale alle cellule epiteliali del piccolo intestino, il trasporto dall'interno delle cellule al sangue non è ben facilitato. Perciò, hanno cercato "peptidi permeabili del piccolo intestino" per migliorare l'assorbimento dei biofarmaci nel tratto digestivo.
I virus chiamati fagi sono ampiamente utilizzati per la ricerca di peptidi con funzioni specifiche. Da una libreria fagica che presenta peptidi ciclici di sequenze di amminoacidi, i ricercatori hanno raccolto fagi che permeavano attraverso lo strato di cellule Caco-2. Hanno quindi analizzato i peptidi fagici che permeavano la cellula poiché le cellule Caco-2 sono ampiamente utilizzate come modello di assorbimento dell'intestino tenue umano. Poiché i fagi sono in genere più grandi dei biofarmaci, di circa 1 micrometro di dimensione, i peptidi ciclici che promuovono l'assorbimento dei fagi nell'intestino tenue dovrebbero avere la capacità di facilitare l'assorbimento dei biofarmaci.
A seguito dell'analisi sono stati identificati tre nuovi peptidi ciclici. Questi peptidi ciclici hanno facilitato l'assorbimento dei fagi nelle cellule Caco-2 e nell'intestino tenue di topo. Un'analisi di questo peptide ciclico ha scoperto che viene trasferito nella cellula attraverso la macropinocitosi, un meccanismo utilizzato per incorporare grandi, sostanze extracellulari nella cellula.
[Blu] Nucleo di cellule Caco-2, [Verde] Nuovo peptide ciclico incorporato nelle cellule Caco-2. (Ristampato dal Giornale del Rilascio Controllato , 262, Shunsuke Yamaguchi, Shingo Ito, Mio Kurogi-Hirayama, Sumio Ohtsuki, Identificazione di peptidi ciclici per facilitare il trasporto transcellulare dei fagi attraverso l'epitelio intestinale in vitro e in vivo, 232-238, 2017 con il permesso di Elsevier.)
"L'obiettivo della nostra ricerca era quello di consentire la somministrazione orale di farmaci con grandi pesi molecolari. Questi farmaci non sono prontamente assorbiti dall'intestino tenue e vengono in genere somministrati tramite iniezione. Abbiamo superato questo ostacolo legando nuovi peptidi ciclici permeabili all'intestino a biofarmaceutici, " ha affermato il professor Sumio Ohtsuki del Dipartimento di microbiologia farmaceutica dell'Università di Kumamoto. "Ci aspettiamo che i nostri sviluppi portino a un miglioramento della qualità di vita dei pazienti".
Questa scoperta è stata pubblicata online su Giornale del Rilascio Controllato il 27 luglio 2017.
