Micrografie elettroniche a scansione di immagini di microsfere PLGA. Micrografie rappresentative di (a) microsfere PLGA vuote e (b) microsfere vuote caricate a distanza con octreotide (n = 2 esperimenti indipendenti). Credito:Morgan B. Giles et al, Nature Communications (2022). DOI:10.1038/s41467-022-30813-7
Un nuovo studio dell'Università del Michigan descrive uno dei primi approcci di microincapsulazione per la somministrazione di farmaci completamente nuovi da decenni.
La microincapsulazione in polimeri biodegradabili consente il rilascio nel tempo di farmaci come i peptidi terapeutici nel corpo.
I peptidi sono molecole nel corpo composte da brevi catene di aminoacidi e includono messaggeri, fattori di crescita e ormoni ben noti come l'insulina. A causa delle loro dimensioni e struttura maggiori, i farmaci peptidici vengono somministrati raramente per via orale e devono essere iniettati. La microincapsulazione è un modo per ridurre il tempo necessario tra le iniezioni.
Un metodo di somministrazione a lento rilascio per i farmaci peptidici è quello di incapsularli all'interno del tipo di polimeri riassorbibili spesso usati come suture dissolventi, ha affermato il coautore dello studio Steven Schwendeman, professore di scienze farmaceutiche e ingegneria biomedica.
Tuttavia, lo sviluppo di forme di dosaggio polimeriche per la somministrazione di alcuni farmaci peptidici è stato difficile perché i metodi attualmente disponibili per microincapsulare le molecole peptidiche nel polimero richiedono solventi organici e una produzione complessa.
"Il gruppo Schwendeman ha scoperto circa 10 anni fa che i peptidi possono legarsi ed entrare spontaneamente nel polimero dall'acqua per microincapsulare il peptide molto semplicemente senza solventi organici", ha detto Schwendeman.
A quel tempo, il gruppo ha dimostrato che il concetto potenzialmente funzionava, ma non era ancora commercialmente utile, ha affermato.
"Questo documento dimostra che questo concetto può essere eseguito per creare in modo efficiente particelle polimeriche biodegradabili iniettabili equivalenti o addirittura migliorate rispetto ai prodotti commerciali esistenti, che rilasciano lentamente diversi peptidi diversi per più di un mese, fornendo uno dei primi approcci di microincapsulazione completamente nuovi da decenni ", ha detto Schwendeman.
Schwendeman e colleghi hanno scoperto che se avessero prodotto prima il polimero e bilanciato il peptide con le microsfere polimeriche in acqua in determinate condizioni, avrebbero potuto ottenere un risultato molto simile al metodo convenzionale di incapsulamento del farmaco a base di solventi organici.
Nel presente studio, i ricercatori hanno scoperto che la leuprolide incapsulata in questo modo ha rilasciato peptidi per oltre 56 giorni in laboratorio e ha soppresso la produzione di testosterone nei ratti in un modo equivalente a quello dell'iniezione di un mese di Lupron Depot. Le iniezioni di leuprolide sono usate per trattare il cancro alla prostata, l'endometriosi e altre condizioni.
Questo metodo di incapsulamento funziona con molti altri farmaci peptidici sul mercato e per altri che sono stati recentemente approvati o in fase di sviluppo, ha affermato Schwendeman.
Il gruppo sta ora ampliando la capacità di incapsulare diversi tipi di peptidi e altri grandi farmaci molecolari, somministrando i farmaci per periodi di tempo più lunghi e sviluppando una seconda tecnica per caricare a distanza i farmaci nel polimero, che si concentra sulle proteine fragili.
Lo studio appare in Nature Communications . I coautori includono Anna Schwendeman, professoressa di scienze farmaceutiche e alunni della UM Morgan Giles, Justin Hong, Yayuan Liu, Jie Tang, Tinghui Li e Avital Beig. + Esplora ulteriormente
