Ευέλικτο αυτοκόλλητο φαρμακευτικής απελευθέρωσης προάγει την επούλωση μετά από καρδιακή προσβολή
Μηχανικοί από το MIT παρουσίασαν ένα καινοτόμο ευέλικτο αυτοκόλλητο φαρμακευτικής απελευθέρωσης, σχεδιασμένο να τοποθετείται στην καρδιά μετά από μια καρδιακή προσβολή, με στόχο την προώθηση της επούλωσης και της αναγέννησης του καρδιακού ιστού. Το νέο αυτό αυτοκόλλητο μπορεί να μεταφέρει διάφορα φάρμακα, τα οποία απελευθερώνονται σε προγραμματισμένα χρονικά διαστήματα.
Αποτελέσματα μελέτης σε πειραματόζωα
Σύμφωνα με μια μελέτη που διεξήχθη σε ποντίκια, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτή η θεραπεία μείωσε την ποσότητα του κατεστραμμένου καρδιακού ιστού κατά 50% και βελτίωσε σημαντικά τη λειτουργία της καρδιάς. Αν εγκριθεί για χρήση σε ανθρώπους, αυτό το είδος αυτοκόλλητου θα μπορούσε να βοηθήσει τα θύματα καρδιακής προσβολής να ανακτήσουν περισσότερη καρδιακή λειτουργία από ό,τι είναι εφικτό σήμερα.
Η ανάγκη για αποτελεσματική αποκατάσταση
Όταν κάποιος υποστεί σοβαρή καρδιακή προσβολή, ο κατεστραμμένος καρδιακός ιστός δεν αναγεννάται αποτελεσματικά, οδηγώντας σε μόνιμη απώλεια καρδιακής λειτουργίας. Ο ιστός που έχει υποστεί ζημιά δεν ανακάμπτει. «Στόχος μας είναι να αποκαταστήσουμε αυτή τη λειτουργία και να βοηθήσουμε τους ανθρώπους να αποκτήσουν μια πιο ισχυρή και ανθεκτική καρδιά μετά από ένα έμφραγμα», αναφέρει η Άνα Γιακλένεκ, κύρια ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Koch του MIT.
Προγραμματισμένη απελευθέρωση φαρμάκων
Η ομάδα του MIT ήθελε να δημιουργήσει ένα αυτοκόλλητο που θα μπορούσε να εφαρμοστεί στην καρδιά κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης. Το αυτοκόλλητο αυτό έχει σχεδιαστεί ώστε να απελευθερώνει φάρμακα σε εκτενή χρονικά διαστήματα, προάγοντας την επούλωση του ιστού. Πολλές ασθένειες, συμπεριλαμβανομένων των καρδιοπαθειών, απαιτούν θεραπεία που να είναι συγκεκριμένη για κάθε φάση, αλλά τα περισσότερα συστήματα απελευθερώνουν φάρμακα όλα ταυτόχρονα. Η χρονομετρημένη απελευθέρωση συγχρονίζει καλύτερα τη θεραπεία με την ανάρρωση.
«Θέλαμε να δούμε αν είναι δυνατόν να παραδώσουμε μια ακριβώς οργανωμένη θεραπευτική παρέμβαση για να βοηθήσουμε στην επούλωση της καρδιάς, ακριβώς στο σημείο της ζημιάς, ενώ ο χειρουργός εκτελεί ήδη ανοιχτή καρδιοχειρουργική», προσθέτει η Γιακλένεκ.
Δημιουργία του αυτοκόλλητου
Για να επιτευχθεί αυτό, οι ερευνητές προσαρμόστηκαν σε μικροσωματίδια φαρμακευτικής απελευθέρωσης που είχαν προηγουμένως αναπτύξει. Αυτά τα σωματίδια είναι κατασκευασμένα από πολυμερές που ονομάζεται PLGA και μπορούν να σφραγιστούν με φάρμακο μέσα. Με την αλλαγή του μοριακού βάρους των πολυμερών που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία των καπακιών, οι ερευνητές μπορούν να ελέγξουν πόσο γρήγορα αποικοδομούνται, επιτρέποντας την προγραμματισμένη απελευθέρωση των περιεχομένων σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές.
Οι ερευνητές σχεδίασαν σωματίδια που αποσυντίθενται κατά τις ημέρες 1-3, 7-9 και 12-14 μετά την εμφύτευση. Έτσι, δημιούργησαν ένα καθεστώς τριών φαρμάκων που προάγουν την επούλωση της καρδιάς με διαφορετικούς τρόπους. Το πρώτο σύνολο σωματιδίων απελευθερώνει το νευρορυθμιστικό παράγοντα-1, έναν παράγοντα ανάπτυξης που βοηθά στην πρόληψη του θανάτου των κυττάρων. Στη συνέχεια, απελευθερώνεται το VEGF, ένας παράγοντας ανάπτυξης που προάγει το σχηματισμό αιμοφόρων αγγείων γύρω από την καρδιά. Τέλος, τα σωματίδια απελευθερώνουν ένα μικρό μόριο φαρμάκου που ονομάζεται GW788388, το οποίο αναστέλλει το σχηματισμό ουλώδους ιστού που μπορεί να προκύψει μετά από καρδιακή προσβολή.
«Όταν ο ιστός αναγεννάται, ακολουθεί μια προσεκτικά χρονομετρημένη σειρά βημάτων», σημειώνει η Γιακλένεκ. «Η Δρ. Γουάνγκ δημιούργησε ένα σύστημα που παραδίδει τα βασικά συστατικά τη σωστή στιγμή, στη σειρά που το σώμα χρησιμοποιεί φυσικά για να επουλωθεί».
Οι ερευνητές ενσωμάτωσαν σειρές αυτών των σωματιδίων σε λεπτές πλάκες ενός ανθεκτικού αλλά ευέλικτου υδρογέλης, παρόμοιου με έναν φακό επαφής. Αυτό το υδρογέλη είναι κατασκευασμένο από αλγινικό οξύ και PEGDA, δύο βιοσυμβατά πολυμερή που τελικά αποικοδομούνται στο σώμα. Για αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές δημιούργησαν συμπαγή, μίνι αυτοκόλλητα μόλις μερικών χιλιοστών.
«Ενσωματώνουμε σειρές αυτών των σωματιδίων σε ένα υδρογέλη αυτοκόλλητο και στη συνέχεια μπορούμε να εμφυτεύσουμε χειρουργικά αυτό το αυτοκόλλητο στην καρδιά. Με αυτόν τον τρόπο, πραγματικά προγραμματίζουμε τη θεραπεία μέσα σε αυτό το υλικό», καταλήγει η Γουάνγκ.
