Крошечная биологическая упаковка доставляет лекарство прямо в «сердце» отторжения трансплантата

Исследователи из Johns Hopkins Medicine и Национального института рака (NCI) продемонстрировали на мышах новый метод доставки перспективного препарата против отторжения трансплантата. Лекарство упаковывается в трехмерный белковый гелевый кокон — гидрогель, — который можно ввести шприцем непосредственно в область пересаженного сердца. Этот метод обеспечивает пролонгированное высвобождение лекарства, устраняя необходимость в ежедневном приеме препаратов для контроля отторжения.

Результаты опубликованы 18 августа 2020 года в журнале Small.

Проблема иммуносупрессии

Предотвращение отторжения пересаженного сердца часто представляет собой дилемму. Высокие дозы иммуносупрессоров вызывают серьезные побочные эффекты (поражение почек, гипертония, дисбаланс сахара в крови, лимфомы). Низкие дозы безопаснее, но повышают риск неконтролируемого отторжения и потери органа.

Новый метод доставки

Исследователи создали систему доставки для препарата тофацитиниб — ингибитора процесса, с помощью которого клетки реагируют на провоспалительные белки цитокины. Цитокины могут направить иммунную систему против пересаженного сердца.

Тофацитиниб смешали с раствором небольших белковых фрагментов, которые в течение 24-часовой инкубации самоорганизовались вокруг лекарства, образуя «микрокристаллический гидрогель тофацитиниба» (MTH). Эта стабильная структура защищает препарат и позволяет вводить его шприцем.

Эксперимент на модели мышей

Исследователи пересадили сердца мышам в область шеи. MTH вводили локально (в место трансплантации) или дистанционно (близко к хвосту), в комбинации с другим иммуносупрессором — CTLA4-Ig (инъекция отдельно).

Результаты

• При локальном введении MTH среднее время выживания пересаженных сердец составило около 125 дней.
• При дистанционном введении — всего 35 дней.
• В плазме мышей с локальным введением обнаруживались лишь минимальные следы тофацитиниба, что подтверждает направленное действие препарата в месте трансплантации.
• Без лечения тофацитинибом/CTLA4 пересаженные сердца переставали биться в течение 10 дней.

Преимущества и перспективы

• Гидрогель высвобождает лекарство медленно, в течение 5–20 дней.
• Он биосовместим, не вызывает воспаления и биодеградируем.
• Дальнейшая «кристаллическая инженерия» может позволить лучше контролировать скорость высвобождения или создать «настраиваемую» капсулу, активируемую при иммунной атаке на трансплантат.

Исследователи считают, что система доставки MTH в будущем может быть применена не только для сердца, но и для других трансплантированных органов, а также для лечения аутоиммунных заболеваний.