Dedo no pulso da administração de medicamentos: estudo pré-clínico pode abrir caminho para múltiplas doses de medicamentos em uma única injeção

18 de maio de 2023

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por Karen Olsen, Instituto Nacional de Imagem Biomédica e Bioengenharia

Os medicamentos farmacêuticos podem salvar vidas, mas tomá-los conforme prescritos – especialmente entre aqueles com doenças crônicas – pode ser um desafio, por vários motivos diferentes. Melhorar a adesão à medicação pode reduzir resultados de saúde desfavoráveis, hospitalizações e mortes evitáveis, ao mesmo tempo em que reduz os custos de assistência médica em até US$ 300 bilhões anualmente apenas nos Estados Unidos.

Uma maneira potencial de aumentar a adesão é reduzir a frequência com que uma pessoa precisa tomar a medicação. Isso pode ser obtido por meio de um sistema de liberação controlada, no qual uma única injeção contém uma droga que é continuamente liberada no corpo por um longo período de tempo. Infelizmente, muitos sistemas de liberação controlada fornecem uma parte substancial de sua carga logo após a injeção, o que pode resultar em dosagem inconsistente do medicamento - mais medicamento é liberado inicialmente (resultando potencialmente em toxicidade) e menos medicamento é liberado ao longo do tempo (potencialmente em uma quantidade muito pequena). dose para ser eficaz). Um sistema que pode liberar doses discretas em pontos de tempo específicos pode revolucionar a forma como os medicamentos são administrados, desde vacinas de múltiplas doses até medicamentos diários.

Respondendo a esse desafio, os pesquisadores da Rice University desenvolveram o PULSED (para partículas uniformemente liquefeitas e seladas para encapsular drogas). Seu método, relatado recentemente na Advanced Materials, cria micropartículas cheias de drogas que podem ser projetadas para degradar e liberar sua carga terapêutica dias ou semanas após a injeção. Ao combinar várias micropartículas com diferentes tempos de degradação em uma única injeção, os pesquisadores puderam desenvolver uma formulação de medicamento que fornece muitas doses ao longo do tempo.

"Como campo, estamos continuamente buscando desenvolver sistemas eficazes e eficientes de administração de medicamentos que maximizem o benefício terapêutico e minimizem os efeitos colaterais, o que pode, em última análise, melhorar a adesão à medicação", disse Luisa Russell, Ph.D., diretora do programa na Divisão de Discovery Science & Technology no Instituto Nacional de Imagem Biomédica e Bioengenharia (NIBIB). "Com várias doses combinadas em um único tratamento, o sistema de liberação controlada descrito aqui pode transformar o cenário terapêutico, negando potencialmente a necessidade de administração frequente de medicamentos, tanto em casa quanto na clínica".

As micropartículas PULSED são compostas de PLGA, ou poli(ácido láctico-co-glicólico), um polímero comumente usado em vários dispositivos aprovados pela FDA. O PLGA é composto de unidades repetidas de ácido lático e ácido glicólico, duas moléculas que ocorrem naturalmente em nossos corpos. Ao estender o comprimento total do polímero, modificando a proporção de ácido láctico para ácido glicólico e "cobrindo" a extremidade do polímero com diferentes moléculas, os pesquisadores podem determinar quanto tempo leva para o PLGA se desintegrar (e, assim, liberar sua carga terapêutica). .

"No nosso caso, podemos combinar populações de micropartículas com diferentes composições de PLGA, cada uma liberando todo o seu conteúdo em um ponto de tempo distinto", explicou o autor sênior do estudo Kevin McHugh, Ph.D., professor assistente da Rice University. "Isso nos permite alcançar vários eventos de liberação em horários específicos e predeterminados."

Veja como as micropartículas carregadas com drogas são feitas: o PLGA semilíquido e aquecido é pressionado em um molde e depois resfriado, solidificando na forma de cilindros ocos com uma abertura no topo. O núcleo de cada micropartícula é preenchido com carga terapêutica e, em seguida, o topo das micropartículas é aquecido, fazendo com que o PLGA derreta e flua sobre a abertura para selar o medicamento no interior. As partículas iniciais que os pesquisadores desenvolveram tinham 400 micrômetros de diâmetro (para referência, a espessura de uma moeda de dez centavos é de cerca de 1350 micrômetros).