Reszponzív, automatikus gyógyszeradagolást végző zselé

A Journal of the American Chemical Society folyóiratban szeptember 8-án jelent meg a University of Cambridge kutatóinak tanulmánya, amelyben egy olyan bioaktív anyag kifejlesztéséről számoltak be, amely képes érzékelni a szervezetben zajló apró változásokat, mint amilyenek az arthritis fellángolása során bekövetkeznek, és pontosan ott és akkor adagolja a gyógyszereket, ahol és amikor arra szükség van. Ez a puha, zselészerű anyag gyulladáscsökkentő gyógyszerekkel tölthető fel, amelyek a szervezet pH-jának kis változásaira reagálva szabadulnak fel. Az arthritis fellángolása során, amikor az ízület gyulladásba jön, kémhatása megváltozik, és kissé savasabb lesz a környező szövetekhez képest.

A kutatók az új anyagot úgy tervezték, hogy reagáljon erre a természetes pH-változásra. A savasság növekedésével az anyag lágyabbá, kocsonyásabbá válik, kiváltva a szerkezetébe ágyazott gyógyszermolekulák felszabadulását. Mivel az anyagot úgy tervezték, hogy csak szűk pH-tartományon belül reagáljon, a kutatók szerint a gyógyszerek pontosan ott és akkor szabadulhatnak fel, ahol és amikor arra szükség van, potenciálisan csökkentve ezzel a nemkívánatos mellékhatásokat.

Amennyiben arthritises ízületekben mesterséges porcként alkalmaznák, ez a megközelítés lehetővé tehetné az arthritis folyamatos kezelését, javítva a fájdalomcsillapító és gyulladáscsökkentő gyógyszerek hatékonyságát. Az arthritis csak az Egyesült Királyságban több mint 10 millió embert érint, és az NHS-nek évente mintegy 10,2 milliárd font költséget jelent. Világszerte becslések szerint több mint 600 millió ember szenved arthritisben.

Bár a betegeknél történő klinikai alkalmazás előtt további kiterjedt vizsgálatokra van szükség, a kutatók szerint megközelítésük javíthatja nemcsak az arthritisben, hanem más betegségekben, például rákban szenvedő betegek kimenetelét és életminőségét.

“Egy ideje már érdeklődtünk ilyen típusú anyagok ízületekben történő alkalmazása iránt, mivel tulajdonságaik utánozhatják a porcét” – nyilatkozta Oren Scherman professzor, a cikk társszerzője. “De egy ilyen anyagot rendkívül célzott gyógyszerbevitellel kombinálni igazán izgalmas kilátás.”

“Ezek az anyagok ’érzékelni tudják’, ha valami nincs rendben a szervezetben, és azonnal a megfelelő kezeléssel reagálnak, pontosan ott, ahol arra szükség van” – fejtette ki Dr. Stephen O’Neill, a tanulmány első szerzője. “Ez a megközelítés egyrészt csökkentheti a gyógyszerek ismételt adagolásának szükségességét, másrészt javíthatja a betegek életminőségét. Sok gyógyszerbeviteli rendszerrel ellentétben, amelyek külső kiváltó tényezőket, például hőt vagy fényt igényelnek, ezt a rendszert a szervezet saját kémhatásváltozása működteti.”

Laboratóriumi vizsgálatokban a kutatók fluoreszkáló festékkel töltötték fel az anyagot, hogy szimulálják egy valódi gyógyszer viselkedését. Megállapították, hogy az arthritises ízületre jellemző kémhatás mellett az anyag lényegesen több hatóanyagot szabadított fel, mint a normális, egészséges pH-szintek esetében.

“Mivel rugalmas rendszerről van szó, elméletileg gyorsan ható és lassú feltáródású hatóanyagokat is beágyazhatunk, ami azt jelenti, hogy egyetlen kezeléssel napokig, hetekig vagy akár hónapokig tarthat a hatás” – összegzett O’Neill.

A kutatók következő lépése az anyag élő rendszerekben történő tesztelése lesz, itt a hatásosságot és a biztonságosságot értékelik majd. Ha a módszer sikeresnek bizonyul, ez a megközelítés utat nyithat a reszponzív bioanyagok új generációja számára, amelyek például krónikus betegségek kezelése során a jelenlegi eszközöknél nagyobb pontosságot biztosíthatnak a kezelések célba juttatásához.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Squishy 'smart cartilage' could target arthritis pain as soon as flareups begin

Kinetic Locking of pH-Sensitive Complexes for Mechanically Responsive Polymer Networks

Irodalmi hivatkozás:

Kinetic locking of pH-sensitive complexes for mechanically responsive polymer networks, Journal of the American Chemical Society (2025). DOI: 10.1021/jacs.5c09897