Ερευνητές του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου της Βιέννης συνδυάζουν ιοντικές αντλίες με τη λεγόμενη Click-to-Release χημεία, δημιουργώντας μια νέα τεχνολογία στοχευμένης απελευθέρωσης φαρμάκων.

Μικροσκοπικές εμφυτεύσιμες ηλεκτρονικές συσκευές μπορούν να ενεργοποιούν "χημικά ψαλίδια" που απελευθερώνουν δραστικές ουσίες με ακρίβεια στον επιθυμητό ιστό.

Παρότι πολλά φάρμακα, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται στη θεραπεία του καρκίνου, θα έπρεπε ιδανικά να δρουν μόνο σε συγκεκριμένο σημείο του σώματος, όταν χορηγούνται από το στόμα ή με ένεση διαχέονται σε ολόκληρο τον οργανισμό, με αποτέλεσμα μόνο ένα μικρό ποσοστό να φτάνει στον στόχο.

Μια ερευνητική ομάδα του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου της Βιέννης ανέπτυξε τώρα μια μέθοδο που συνδυάζει αντλίες ιόντων με την ιδιότητα της "click-to-release" χημείας, ώστε η απελευθέρωση των φαρμάκων να γίνεται με χρονική και χωρική ακρίβεια. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό "Nature Communications".

Ένα μέρος της νέας τεχνολογίας, που βρίσκεται ακόμη σε προκλινικό στάδιο και ονομάζεται "bioSWITCH", βασίζεται σε ιοντικές αντλίες που έχουν αναπτυχθεί στο Πανεπιστήμιο του Λινσέπινγκ στη Σουηδία.

Αυτές οι μικρές συσκευές προορίζονται να εμφυτεύονται στο σώμα και να απελευθερώνουν φάρμακα τοπικά, όταν ενεργοποιούνται ηλεκτρικά μέσω εφαρμογής τάσης.

Ωστόσο, οι ιοντικές αντλίες μέχρι σήμερα περιορίζονται κυρίως σε μικρά, ηλεκτρικά φορτισμένα μόρια. Πολλά σημαντικά φάρμακα, όπως μεγάλες πρωτεΐνες, δεν μπορούν να μεταφερθούν με αυτόν τον τρόπο, καθώς είναι υπερβολικά μεγάλα.

Για να ξεπεραστεί αυτός ο περιορισμός, οι ερευνητές του τεχνικού πανεπιστημίου συνδύασαν τις αντλίες με την "click-to-release" χημεία, η οποία βασίζεται στην βιοορθογώνια χημεία – μια προσέγγιση που τιμήθηκε με το Βραβείο Νόμπελ Χημείας 2022 στους Carolyn Bertozzi, Barry Sharpless και Morten Meldal.

Η ομάδα του πανεπιστημίου επεκτείνει αυτή την τεχνολογία ώστε, μετά την αρχική "click αντίδραση", να ενεργοποιείται ένας δεύτερος μηχανισμός που "κόβει" χημικούς δεσμούς και απελευθερώνει το φάρμακο.

Στην πράξη, τα μόρια του φαρμάκου συνδέονται αρχικά σε ένα υδρογέλη και παραμένουν εκεί ανενεργά. Όταν η εμφυτευμένη ιοντική αντλία διοχετεύσει ειδικά μόρια-ενεργοποιητές, αυτά δρουν σαν "χημικά ψαλίδια" που απελευθερώνουν το φάρμακο στο ακριβές σημείο.

Σε πειράματα που έγιναν σε ποντίκια, οι επιστήμονες δοκίμασαν ένα μικρό εμφύτευμα μεγέθους κουμπιού σε περιοχή όγκου και διαπίστωσαν ότι μπορεί να ελέγχει με μεγάλη ακρίβεια τη χρονική στιγμή και την ποσότητα της απελευθέρωσης του φαρμάκου. Αυτό επιτρέπει τη χρήση μικρότερων δόσεων και πιθανώς τη μείωση των παρενεργειών.

Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η τεχνολογία θα μπορούσε στο μέλλον να εφαρμοστεί σε πολλούς τομείς της ιατρικής, όπως στη θεραπεία τοπικών όγκων, σε νευρολογικές παθήσεις, σε ανοσοθεραπείες, αλλά και στη διαχείριση πόνου.

Στόχος της ομάδας είναι η ταχεία μετάβαση προς κλινικές εφαρμογές, με ήδη κατατεθειμένες πατέντες και προοπτική εμπορικής αξιοποίησης.

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Η θετική, αισιόδοξη στάση προστατεύει τον εγκέφαλό μας
«Αποφασίζω γιατί Γνωρίζω»: Δωρεάν εκπαιδευτικά webinars για τον καρκίνο του μαστού
Σε ποια δεκαετία είναι πιο επικίνδυνη η παχυσαρκία [μελέτη]