Volumul mare de soluţie necesară pentru administrarea aşa-numitelor medicamente pe bază de anticorpi - utilizate adesea în tratarea cancerului, a bolilor autoimune şi a tulburărilor metabolice - înseamnă că pacienţii trebuie să suporte perfuzii intravenoase de lungă durată. Acest lucru se datorează faptului că anticorpii, care sunt proteine, rămân stabili în lichide doar la concentraţii scăzute. Acum, cercetătorii de la Stanford au dezvoltat o nouă tehnologie care transformă tratamentele pe bază de anticorpi, administrate până acum doar prin perfuzii intravenoase (IV), în injecţii rapide şi eficiente. Folosind un copolimer special, proteinele pot fi stabilizate la concentraţii foarte mari şi transformate în suspensii injectabile uşor de administrat acasă, reducând timpul de tratament de la ore întregi la câteva secunde.
Pacienţii cu unele tipuri de cancer, boli autoimune şi tulburări metabolice trebuie adesea să suporte perfuzii IV cu administrare de durată pentru a primi cele mai bune tratamente disponibile pe bază anticorpi. Întrucât aceste terapii pe bază de proteine necesită doze mari pentru a fi eficiente şi sunt de obicei formulate la concentraţii scăzute pentru a rămâne stabile, perfuzia IV a fost până acum singura opţiune de administrare.
O nouă tehnologie ar putea permite injectarea rapidă a medicamentelor care în prezent necesită perfuzii intravenoase lente. Cercetătorii de la Stanford au dezvoltat acum o nouă platformă de administrare care permite ca aceste medicamente să fie stocate şi apoi injectate la concentraţii mult mai mari.
Pentru a îngloba proteinele într-un lichid la concentraţii ridicate, menţinându-le însă stabile şi funcţionale, cercetătorii au încapsulat particule microscopice într-o substanţă pe care au dezvoltat-o şi au denumit-o MoNi.
Această abordare împiedică particulele să se dizolve sau să se lipească între ele în lichid şi le menţine uscate şi stabile, au declarat cercetătorii.
Cu această nouă metodă de formulare, descrisă într-un articol publicat miercuri, în revista Science Translational Medicine, multe terapii pe bază de proteine ar putea fi injectate rapid şi uşor cu o seringă standard sau cu un dispozitiv de tip autoinjector.
„Este o platformă care funcţionează potenţial cu orice medicament biologic, astfel încât să putem să-l injectăm uşor şi să transformăm tratamentele dintr-o procedură cu perfuzie intravenoasă ce poate dura câteva ore într-o clinică, într-un lucru pe care să-l poţi face în câteva secunde acasă, cu un autoinjector”, a declarat Eric Appel, conducătorul studiului de la Universitatea Stanford, asistent universitar la catedra de Ştiinţa şi ingineria materialelor, citat într-un comunicat.
Când sunt dizolvate la concentraţii mari, multe terapii pe bază de proteine tind să se lipească între ele, ceea ce le face prea vâscoase pentru a fi injectate şi predispuse la formarea de agregate ce pot provoca reacţii imune şi pot fi potenţial ineficiente sau chiar dăunătoare odată ajunse în organism.
Echipa de la Stanford a încercat să găsească o modalitate prin care proteinele să fie concentrate în cantităţi foarte mari într-un lichid, fără ca acestea să îşi piardă stabilitatea sau capacitatea de a acţiona eficient.
Ei au dezvoltat un copolimer de poliacrilamidă, denumit MoNi, cu o temperatură de tranziţie vitroasă (Tg) foarte ridicată - ceea ce înseamnă că îşi păstrează forma solidă şi stabilă chiar şi la temperaturi înalte, spre deosebire de aditivii obişnuiţi pentru medicamente, care în aceleaşi condiţii tind să devină moi şi să îşi piardă consistenţa.
Prin amestecarea MoNi în apă cu un medicament pe bază de proteine şi apoi transformarea acestuia în picături fine prin aerosolizare şi evaporarea apei - un proces numit pulverizare uscată - cercetătorii au reuşit să creeze o pudră fină alcătuită din particule mici de proteine, fiecare învelită într-un strat de MoNi.
„Am obţinut ceva care arată ca o bomboană glazurată cu ciocolată, unde proteina este în interior şi polimerul nostru special formează un strat solid, sticlos, la exterior”, spune Appel.
Cercetătorii au adăugat apoi pudra obţinută într-un lichid special care păstrează particulele de medicament separate, fără să le dizolve. Datorită stratului protector de MoNi, particulele nu se lipesc între ele şi proteinele rămân într-o formă uscată şi stabilă, păstrându-şi proprietăţile până în momentul în care suspensia este injectată în organism.
Microparticulele, fiind sferice şi având suprafeţe netede, se rostogolesc uşor unele peste altele, reuşind astfel să treacă prin ace foarte subţiri şi să fie injectate fără dificultate, chiar şi la concentraţii extrem de ridicate, au explicat cercetătorii.
Microparticulele de proteine obţinute prin pulverizare uscată fără surfactantul MoNi formează materiale asemănătoare unei paste (stânga), în timp ce cele obţinute prin pulverizare cu surfactantul MoNi formează suspensii injectabile cu o fluiditate similară lichidelor (dreapta). Credit: Carolyn Jons, Stanford University, 20 august 2025
În teste efectuate cu trei proteine diferite - albumină, imunoglobulină umană şi un tratament cu anticorpi monoclonali pentru Covid - cercetătorii au reuşit să injecteze o soluţie cu o concentraţie de peste două ori mai mare decât cea a injecţiilor lichide obişnuite.
Astfel, ei au obţinut concentraţii de peste 500 mg/mL - aproape jumătate din greutatea soluţiei fiind constituită din medicamentul pe bază de proteine, care putea totuşi fi injectat cu uşurinţă.
Formulările au rămas stabile şi la o gamă mai largă de temperaturi decât formulările lichide standard, fără să prezinte semne de degradare nici după zece cicluri de îngheţ-dezgheţ sau după depozitare la temperaturi ridicate.
„Proprietăţile mecanice ale acestor particule uscate contează mult mai mult decât structura chimică a moleculelor individuale de medicament, ceea ce înseamnă că putem lua aproape orice medicament pe bază de proteine şi să-l formulăm astfel, rezultând o îmbunătăţire majoră faţă de tehnologiile existente”, notează autorii.
Pulverizarea uscată este un proces destul de comun în industria farmaceutică, iar MoNi a fost deja evaluat în mai multe modele preclinice fără efecte adverse. Astfel, cercetătorii sunt optimişti că noua formulare va putea fi aprobată pentru utilizare clinică. Ei au licenţiat deja tehnologia către o companie locală, care lucrează la rafinarea procesului şi la utilizarea acestuia pentru a dezvolta noi produse medicamentoase.
„Există multe molecule promiţătoare ca medicamente, dar pe care nu le poţi transforma într-un produs farmaceutic pentru că sunt prea instabile în condiţiile impuse de tehnologiile disponibile în prezent. Această platformă este cu adevărat sofisticată prin capacitatea ei de a stabiliza proteinele şi de a permite apariţia unor noi produse medicamentoase care, în mod normal, nu ar fi posibile şi care pot fi administrate într-un mod mult mai simplu şi mai uşor pentru pacienţi”, a explicat Appel.
Cercetătorii speră ca următoarea generaţie de tratamente pe bază de proteine să ofere pacienţilor soluţii mai rapide, mai simple şi mai eficiente.
„Pacienţii sunt dispuşi să îşi administreze singuri tratamentele, mai ales atunci când acestea pot fi efectuate cu un autoinjector simplu. Dacă un anticorp care până acum necesita perfuzie intravenoasă poate fi injectat acasă, cu uşurinţă, vorbim despre un progres major care transformă fundamental modul în care oamenii îşi pot gestiona bolile”, au concluzionat cercetătorii.
