合成涂层对胃肠道药物输送的援助

利用酶的发现在消化道,麻省理工学院的工程师们想出了一个办法来临时合成涂料适用于小肠内壁。这种涂料可以适应药物,帮助消化,防止营养物质如葡萄糖被吸收。

在猪进行的一项研究中,研究人员表明,他们可以利用这种方法来简化的交付的药物通常每天多次。他们也修改了涂料提供乳糖酶,帮助人们消化乳糖的乳糖,阻止葡萄糖吸收,可以提供一个新的策略来治疗糖尿病或肥胖。

”这三个应用程序是相当不同的,但它们提供了一种事物的广度,可以用这种方法,“乔凡尼Traverso说一个麻省理工学院的机械工程助理教授,在布莱根妇女医院胃肠病学家,和该研究的资深作者。

衬里由聚合物制成的多巴胺分子,可作为液体消耗。一旦解决方案到达小肠,分子组装成聚合物,在催化反应中发现的一种酶小肠。

俊威,麻省理工学院博士后的科赫研究所综合癌症研究,是该研究的第一作者,它似乎在今天科学转化医学。

粘性聚合物

麻省理工学院的团队开始着手这个项目的目的,尝试开发液体药物制剂,可以提供一个更容易接受替代胶囊,尤其是对孩子。他们的想法是创建一个聚合物涂层的肠道粘膜,从而形成被吞下后作为解决方案的单体(聚合物)的基石。

“孩子们常常不能把固体剂型胶囊和片剂、“Traverso说。“我们开始思考我们是否可以开发液体配方,可以形成一个合成上皮衬里可以用于药物输送,方便病人接受药物治疗。”

他们把他们的灵感来自大自然,开始实验一种聚合物称为polydopamine (PDA),这是一个组件的粘性物质,贻贝分泌,帮助他们抓住岩石。PDA是由单体的多巴胺——相同的大脑中化学物质作为一种神经递质。

研究人员发现,一种叫做过氧化氢酶的酶可以帮助将多巴胺分子组装成PDA的聚合物。过氧化氢酶被发现在整个消化道,尤其是高水平上地区的小肠。

在猪进行的一项研究中,研究人员发现,如果他们提供多巴胺液的解决方案,以及极少量的过氧化氢(公认的安全水平),过氧化氢酶在小肠打破了过氧化氢分解为水和氧气。氧气帮助多巴胺分子结合到PDA聚合物。在几分钟内,PDA的薄膜形式,涂层小肠内壁。

“这些聚合物muco-adhesion属性,这意味着经过聚合,聚合物可以附着在肠壁非常强劲,”李说。“通过这种方式,我们可以生成合成,epithelial-like涂料在原肠表面。”

一旦研究人员开发了涂层,他们开始试验方法修改它为各种不同的应用程序。他们表明他们可以附加一种酶(乳糖酶)这部电影,叫做β-半乳糖和乳糖,这部电影可以帮助消化。在猪,这种涂层改善乳糖消化大约20倍的效率。

另一个应用程序中,研究人员将一种名为吡喹酮的药物,用于治疗血吸虫病,热带寄生虫引起的疾病。通常这种药必须一天三次,但使用这个配方,它可以得到一天一次,逐步释放。这种方法也可以用于抗生素必须超过一天一次,研究人员说。

最后,研究人员发现,他们可以嵌入聚合物与小交联剂,使涂层密不透风的葡萄糖(和潜在的其他分子)。这可能有助于管理糖尿病、肥胖,或其他代谢疾病,研究人员说。

临时涂层

在这项研究中,研究人员表明,涂层持续24小时,之后是摆脱连同构成肠道粘膜的细胞,也就是不断地更换。猪的研究,研究人员交付解决方案通过内窥镜检查,但是他们设想开发一个可饮用的配方供人类使用。研究人员正在开发其他替代配方,包括胶囊和药片。

研究人员在老鼠身上进行一些初步的安全性研究,发现多巴胺的解决方案没有有害影响。他们的研究还表明,大多数或所有的多巴胺分子成为合成涂层的一部分,不让它进入组织或血液中,但该小组计划额外的安全性研究探索任何可能影响多巴胺。

此外,研究人员调查了24小时后的肠道营养吸收能力和动物没有区别,收到了胃肠合成上皮衬里(GSEL)和那些没有收到GSEL。

此外,研究小组发现,涂层能够把人类胃肠道组织。

这项研究是由比尔和梅林达•盖茨基金会资助,美国国立卫生研究院,麻省理工学院机械工程系。

参考:李,王T, Kirtane AR, et al .胃肠道合成上皮衬里。科学。Transl。地中海。2020;12 (558):eabc0441。doi:10.1126 / scitranslmed.abc0441

本文从以下转载材料。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。