Новий місцевий анестетик зберігає знеболення у щурів тижнями

Як змінили ліпосоми для повільного вивільнення

Ліпосоми — це крихітні пухирці з ліпідів (жирових молекул), які давно використовують для поступового вивільнення ліків. Вважалося, що більш «рідкі» мембрани, де ліпіди щільно не пакуються, дозволяють препаратам виходити швидше, даючи сильніший, але коротший ефект і більший ризик токсичності.

Інженер-дослідник Юань Ван (Yuan Wang), PhD, який працює в лабораторії Даніеля Кохейна (Daniel Kohane), MD, PhD, виявив, що для водорозчинних (гідрофільних) препаратів це правило не діє. Такі ліки виходили з більш «рідких» ліпосом надзвичайно повільно, що й підштовхнуло команду спробувати використати цей ефект для тривалого блокування нервів.

Тетродотоксин: токсин як анестетик

Для перевірки підходу дослідники наповнили ліпосоми тетродотоксином — потужною нейротоксичною речовиною, відомою з отрути риб-фугу та синьокільцевих восьминогів. Окрім токсичності, ця молекула є надзвичайно сильним місцевим анестетиком.

Суміш ввели поблизу нерва в задніх кінцівках щурів. Нове формулювання забезпечило блокаду нервових сигналів і, відповідно, втрату чутливості в ділянці введення на два–три тижні. Для порівняння: комерційний препарат із тетродотоксином діє близько чотирьох–восьми годин.

Важливо, що під час дослідів не виявили токсичного впливу ані в зоні ін’єкції, ані в інших органах. Це свідчить, що тетродотоксин вивільнявся настільки повільно, що організм встигав його виводити, водночас підтримуючи концентрацію, достатню для знеболення.

Автори також наголошують: нервові блокади зазвичай тривають довше у людей, ніж у щурів. Хоча тетродотоксин ще не застосовують комерційно у пацієнтів, результати досліду вказують на потенційну можливість значно продовжити тривалість місцевої анестезії.

Можливі застосування та переваги

Керівник роботи Даніель Кохейн, старший асоційований фахівець з педіатричної інтенсивної терапії та директор Лабораторії біоматеріалів і доставки ліків, розглядає насамперед застосування для періопераційного болю — болю навколо періоду хірургічного втручання.

За його оцінкою, подібні системи тривалого вивільнення можуть стати альтернативою опіоїдам для контролю болю після операцій, а в перспективі — і одним із варіантів лікування деяких форм хронічного болю. Крім того, такі ліпосоми підходять не лише для тетродотоксину: вони можуть забезпечити повільне вивільнення широкого спектра гідрофільних молекул.

Чому ліки виходять настільки повільно

Щоб з’ясувати механізм, дослідники вивчили, як ліпіди збираються у структури, що утворюють ліпосоми. Додавання множинних подвійних хімічних зв’язків у «хвости» ліпідів перешкоджає щільній упаковці молекул і робить мембрани більш рухливими та «рідкими».

Виявилося, що такі «ненасичені» ліпіди формують зовсім іншу архітектуру: замість простої сфери ліпосоми містили декілька компартментів. На відміну від них, ліпосоми без подвійних зв’язків мали просту кулясту форму з однією оболонкою.

За словами Вана, більш рідкі мембрани самі по собі можуть бути легшими для проходження молекул, але велика кількість мембранних шарів створює більше бар’єрів для препарату. Такі ліпосоми можуть утворювати концентричні «сфери всередині сфер» — щось на кшталт багатошарового «цибулинного» шару, через який лікам треба проходити поступово. Саме ця багатошаровість і уповільнює вивільнення гідрофільних речовин.

Робота, результати якої опубліковано в журналі Nature Biomedical Engineering, пропонує новий підхід до створення тривалодіючих місцевих анестетиків і систем доставки водорозчинних ліків. Однак потрібні подальші дослідження безпеки та ефективності на людях, перш ніж такі препарати з’являться в клінічній практиці.

Новий місцевий анестетик зберігає знеболення у щурів тижнями з’явилася спочатку на Цікавості.

cikavosti.com