Un metodo per attivare farmaci mirati, o droghe intelligenti, solo nel sito di azione selezionato, un approccio che migliora l'effetto terapeutico del farmaco e riduce al minimo gli effetti collaterali, è stato sviluppato in uno studio condotto dalla Georgia State University.

droghe intelligenti, sviluppato per migliorare i problemi di consegna dei farmaci, sono come missili guidati con testate. Hanno bisogno di una molecola mirata per guidare le molecole di farmaci farmaceutici verso il sito di azione desiderato e un innesco per "sganciare la bomba" o rilasciare o attivare il farmaco. In termini di chimica, tali droghe intelligenti sono coniugate, o link, tra una molecola bersaglio e una molecola farmacologica.

Per la maggior parte, è stato risolto il problema di guidare e arricchire tali droghe intelligenti nel sito di azione desiderato. Un esempio è l'uso di coniugati farmaco-anticorpo, una classe emergente di trattamento del cancro che mira alla somministrazione di farmaci alle cellule tumorali. Però, la questione di quando e come attivare il rilascio del farmaco, in particolare ad una concentrazione sufficientemente elevata, è stato un compito impegnativo.

Questo studio introduce una nuova chimica e un nuovo concetto per consentire "l'attivazione innescata dall'arricchimento" della molecola del farmaco dopo aver somministrato il farmaco intelligente al sito d'azione desiderato. Lo studio ha testato la doxorubicina, un farmaco antitumorale, e monossido di carbonio, un agente antinfiammatorio, utilizzando questo metodo di somministrazione e ha scoperto che l'approccio mirato ha trattato efficacemente malattie come il danno epatico acuto nei topi e il cancro nelle colture cellulari. I ricercatori hanno collegato il farmaco attivo a una molecola mirata e quindi hanno attivato il rilascio del farmaco nel sito d'azione desiderato. I risultati sono pubblicati sulla rivista Chimica della natura .

"L'idea generale è che abbiamo una molecola mirata che è coniugata a un carico utile (molecola di un farmaco farmaceutico), e in mezzo, c'è un linker, " ha detto il dottor Binghe Wang, Regents' Professor of Chemistry e direttore del Center for Diagnostics &Therapeutics presso lo Stato della Georgia, uno studioso eminente della Georgia Research Alliance in Drug Discovery e uno studioso distinto sul cancro della Georgia Cancer Coalition. "L'intero scopo di questo è quello di arricchire la concentrazione del farmaco nel sito d'azione. Ciò consente una maggiore concentrazione del farmaco nel sito d'azione, ma riduce al minimo la concentrazione altrove. Essenzialmente, è quasi come un missile guidato.

"Quello che abbiamo sviluppato è un approccio chiamato attivazione del profarmaco innescato dall'arricchimento. La maggior parte degli altri approcci chimici si basa su un qualche tipo di chimica di collegamento che non è sufficientemente specifica o c'è un rilascio prematuro nella circolazione generale. Ciò che abbiamo essenzialmente è un modo per controllare rilasciare una volta che la concentrazione del farmaco raggiunge un certo livello. Supponiamo che tu abbia qualcuno che ha il cancro alla prostata. Se la concentrazione del farmaco alla prostata può essere cento volte superiore alla concentrazione nel flusso sanguigno, è probabile che tu possa uccidere tutte le cellule cancerose senza causare tutti questi effetti collaterali".

In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato questo approccio mirato alla somministrazione di farmaci per somministrare monossido di carbonio ai topi e trattare il danno epatico acuto. Hanno visto un effetto molto potente, forse da 10 a 30 volte più efficace della tradizionale somministrazione di farmaci, ha detto Wang. Hanno anche testato il farmaco antitumorale doxorubicina in colture cellulari.

Hanno scoperto che è necessario utilizzare un linker molto stabile per collegare la molecola mirata e il farmaco attivo in modo che il linker possa rimanere stabile mentre circola nel flusso sanguigno. Avevano anche bisogno di innescare un meccanismo per rilasciare il farmaco in un sito d'azione desiderato.

"Il design della chimica del linker è stato molto complicato, "Ha detto Wang. "C'è stato un grande sforzo per farlo. Quello che abbiamo è qualcosa di davvero unico, nel senso che abbiamo progettato un approccio che non si basa sulla chimica tipica. Quando la concentrazione (della droga) raggiunge un certo livello, quindi inizierà automaticamente a rilasciare molto rapidamente."

Sebbene l'approccio mirato alla somministrazione di farmaci di questo studio assomigli a quello dei coniugati farmaco-anticorpi, che prendono di mira un anticorpo (una proteina che riconosce le sostanze estranee) sulla superficie delle cellule tumorali, l'approccio attuale non richiede di avere anticorpi.

"Ci sono molte altre molecole che si possono usare per colpire diversi tipi di tessuti, organi o siti malati, "Ha detto Wang.

Anche questo approccio non è limitato alla superficie cellulare, come usato nella somministrazione del coniugato farmaco-anticorpo, perché piccole molecole vengono utilizzate per indirizzare e scindere il farmaco dalla molecola bersaglio.