Scanning elektronmikrografer bilder av PLGA mikrosfärer. Representativa mikrofotografier av (a) blanka PLGA-mikrosfärer och (b) blanka mikrosfärer fjärrbelastade med oktreotid (n = 2 oberoende experiment). Kredit:Morgan B. Giles et al, Nature Communications (2022). DOI:10.1038/s41467-022-30813-7
En ny studie från University of Michigan beskriver en av de första helt nya metoderna för mikroinkapsling av läkemedelstillförsel på decennier.
Mikroinkapsling i biologiskt nedbrytbara polymerer gör att läkemedel som peptidläkemedel frisätts över tid i kroppen.
Peptider är molekyler i kroppen som är sammansatta av korta kedjor av aminosyror, och inkluderar budbärare, tillväxtfaktorer och välkända hormoner som insulin. På grund av sin större storlek och struktur ges peptidläkemedel sällan via munnen och måste injiceras. Mikroinkapsling är ett sätt att minska tiden som behövs mellan injektionerna.
En metod med långsam frisättning av peptidläkemedel är att kapsla in dem i den typ av resorberbara polymerer som ofta används som upplösande suturer, säger studiens medförfattare Steven Schwendeman, professor i farmaceutisk vetenskap och biomedicinsk teknik.
Emellertid har utvecklingen av polymera doseringsformer för leverans av vissa peptidläkemedel varit svår eftersom de för närvarande tillgängliga metoderna för att mikroinkapsla peptidmolekylerna i polymeren kräver organiska lösningsmedel och komplex tillverkning.
Schwendeman-gruppen upptäckte för cirka 10 år sedan att peptider kan binda och komma in i polymeren spontant från vatten för att mikroinkapsla peptiden mycket enkelt utan organiskt lösningsmedel, säger Schwendeman.
Vid den tiden visade gruppen att konceptet potentiellt fungerade, men det var ännu inte kommersiellt användbart, sa han.
"Detta dokument visar att detta koncept kan utföras för att effektivt skapa likvärdiga eller till och med förbättrade injicerbara biologiskt nedbrytbara polymerpartiklar i förhållande till befintliga kommersiella produkter, som långsamt frigör flera olika peptider i mer än en månad, vilket ger en av de första helt nya metoderna för mikroinkapsling på decennier ", sa Schwendeman.
Schwendeman och kollegor upptäckte att om de gjorde polymeren först och jämviktede peptiden med polymermikrosfärerna i vatten under vissa förhållanden, kunde de uppnå ett mycket liknande resultat som den konventionella organiskt lösningsmedelsbaserade metoden för läkemedelsinkapsling.
I den aktuella studien fann forskarna att leuprolid inkapslat på detta sätt frigjorde peptider i över 56 dagar i labbet och undertryckte testosteronproduktionen hos råttor på ett sätt som motsvarar det för en månads injektion med Lupron Depot. Leuprolidinjektioner används för att behandla prostatacancer, endometrios och andra tillstånd.
Denna inkapslingsmetod fungerar med flera andra peptidläkemedel på marknaden och för andra som nyligen har godkänts eller under utveckling, sa Schwendeman.
Gruppen utökar nu möjligheten att kapsla in olika typer av peptider och andra stora molekylära läkemedel, levererar läkemedlen över längre tidsperioder och utvecklar en andra teknik för att fjärrladda läkemedel i polymeren, som är fokuserad på ömtåliga proteiner.
Studien visas i Nature Communications . Medförfattare är Anna Schwendeman, professor i farmaceutiska vetenskaper och U-M alumn Morgan Giles, Justin Hong, Yayuan Liu, Jie Tang, Tinghui Li och Avital Beig. + Utforska vidare
