L'epidemia di oppiacei negli Stati Uniti è guidata da un'impennata senza precedenti di decessi per fentanil e altri oppiacei sintetici. I potenti effetti del fentanyl sono di lunga durata, e anche piccole quantità di farmaco possono portare a un sovradosaggio. Antidoti, come il naloxone, non durare abbastanza a lungo nel corpo per contrastare completamente il farmaco, che richiedono iniezioni ripetute. Ora, gli scienziati riferiscono che stanno sviluppando monodose, antidoti oppioidi più duraturi utilizzando nanoparticelle polimeriche.

I ricercatori presenteranno oggi i loro risultati all'American Chemical Society (ACS) Spring 2019 National Meeting &Exposition.

"Ci siamo interessati a questo problema mentre cercavamo di creare farmaci antidolorifici che non creassero dipendenza, "Saadyah Averick, dottorato di ricerca, dice. "In quel corso di ricerca, ci siamo resi conto dei limiti degli attuali antidoti oppioidi".

Secondo i Centri statunitensi per il controllo delle malattie, oppioidi, come l'eroina, ossicodone e fentanil, sono stati coinvolti in più di 47, 000 morti per overdose nel 2017. Questi farmaci si legano tutti al recettore mu degli oppioidi (MOR) nel cervello, che è il recettore naturale del piacere del corpo, spiega Averick, uno scienziato dell'Allegheny Health Network Research Institute. "Le droghe si legano, accendere il recettore e stimolare una sensazione di euforia. Gli oppioidi sintetici, come il fentanil, accendilo davvero, molto bene, " lui dice.

E i loro effetti sono di lunga durata. Fentanil, che è molto più forte della morfina, un altro oppioide, può essere assorbito nel tessuto adiposo, che lo protegge dall'essere metabolizzato subito. Viene poi rilasciato lentamente da questo tessuto, causando effetti per diverse ore. naloxone, un MOR antagonista e antidoto, rimane nel sistema solo per circa 30 minuti a un'ora, però. A causa di questa mancata corrispondenza, sono necessarie dosi ripetute per aiutare il paziente a riprendersi. Ma non tutti i pazienti vogliono sottoporsi all'intero ciclo di trattamento, e possono finire per soccombere a un sovradosaggio dopo che il naloxone è stato metabolizzato.

Per vincere questa sfida, Averick e i suoi colleghi hanno sviluppato un sistema di somministrazione dei farmaci inteso a garantire che un costante, una dose sufficiente di antagonista viene somministrata nell'arco di 24 ore. I ricercatori hanno reagito al naloxone, che ha una struttura chimica a più anelli, con acido polilattico (PLA), creando così un polimero naloxone. Hanno quindi preparato nanoparticelle covalenti (CNP) aggiungendo questo polimero a una soluzione di alcol polivinilico. Hanno usato una varietà di metodi analitici per purificare e analizzare le particelle risultanti, che sono 300 nanometri di diametro.

"In collaborazione con il laboratorio Benedict Kolber della Duquesne University, la ricerca dimostrativa ha dimostrato che queste nanoparticelle possono fornire naloxone sufficiente in modo lineare a rilascio temporale per bloccare l'effetto analgesico della morfina per 24 ore, " nota Averick. "Come passo successivo, lo studio sarà esteso al fentanil." Sebbene il lavoro più recente sia stato eseguito con i topi, studi futuri includeranno un modello animale che simula più da vicino come gli esseri umani metabolizzano gli oppioidi.

I ricercatori stanno anche pianificando di studiare come la dimensione delle particelle influisce sul rilascio di naloxone dalla nanoparticella. "In definitiva, speriamo di sviluppare un intervento terapeutico per il sovradosaggio di fentanil che possa essere utilizzato sul campo, forse soppiantando il naloxone a breve durata d'azione come antidoto di scelta contro il sovradosaggio, " Dice Averick. "Prevediamo che questo sistema di somministrazione dei farmaci sarà efficace anche per altri oppioidi diversi dal fentanil".

Dato che il naloxone e gli altri composti utilizzati dal team sono già ritenuti sicuri, Averick prevede che il time-to-market potrebbe essere inferiore a cinque anni per il sistema di nanoparticelle.