Neue Verabreichungsmethode ermöglicht die langsame Freisetzung einer breiteren Palette von Peptidarzneimitteln im Körper

Eine neue Studie der University of Michigan beschreibt einen der ersten völlig neuen Ansätze zur Mikroverkapselung von Arzneimitteln seit Jahrzehnten.

Die Mikroverkapselung in biologisch abbaubaren Polymeren ermöglicht es, dass Medikamente wie Peptidtherapeutika im Laufe der Zeit im Körper freigesetzt werden.

Peptide sind körpereigene Moleküle, die aus kurzen Ketten von Aminosäuren bestehen und Botenstoffe, Wachstumsfaktoren und bekannte Hormone wie Insulin beinhalten. Aufgrund ihrer größeren Größe und Struktur werden Peptidarzneimittel selten oral verabreicht und müssen injiziert werden. Die Mikroverkapselung ist eine Möglichkeit, die zwischen den Injektionen benötigte Zeit zu verkürzen.

Eine Methode zur langsamen Freisetzung von Peptidarzneimitteln besteht darin, sie in resorbierbare Polymere einzukapseln, die häufig als auflösende Nähte verwendet werden, sagte der Co-Autor der Studie, Steven Schwendeman, Professor für pharmazeutische Wissenschaften und biomedizinische Technik.

Die Entwicklung von Polymer-Dosierungsformen zur Abgabe bestimmter Peptidarzneimittel war jedoch schwierig, da die derzeit verfügbaren Verfahren zur Mikroverkapselung der Peptidmoleküle im Polymer organische Lösungsmittel und eine komplexe Herstellung erfordern.

„Die Schwendeman-Gruppe entdeckte vor etwa 10 Jahren, dass Peptide spontan aus Wasser binden und in das Polymer eindringen können, um das Peptid sehr einfach ohne organisches Lösungsmittel mikroverkapseln zu können“, sagte Schwendeman.

Damals habe die Gruppe gezeigt, dass das Konzept möglicherweise funktioniert, aber es sei noch nicht kommerziell nutzbar, sagte er.

„Dieses Papier zeigt, dass dieses Konzept durchgeführt werden kann, um gleichwertige oder sogar verbesserte injizierbare biologisch abbaubare Polymerpartikel im Vergleich zu bestehenden kommerziellen Produkten herzustellen, die mehrere verschiedene Peptide für mehr als einen Monat langsam freisetzen und einen der ersten völlig neuen Mikroverkapselungsansätze seit Jahrzehnten bieten “, sagte Schwendemann.

Schwendeman und Kollegen entdeckten, dass sie, wenn sie zuerst das Polymer herstellten und das Peptid mit den Polymermikrokügelchen unter bestimmten Bedingungen in Wasser äquilibrierten, ein sehr ähnliches Ergebnis erzielen könnten wie die herkömmliche Methode der Arzneimittelverkapselung auf der Basis organischer Lösungsmittel.

In der aktuellen Studie fanden die Forscher heraus, dass auf diese Weise verkapseltes Leuprolid im Labor über 56 Tage lang Peptide freisetzte und die Testosteronproduktion bei Ratten in einer Weise unterdrückte, die der der einmonatigen Lupron-Depot-Injektion entspricht. Leuprolid-Injektionen werden zur Behandlung von Prostatakrebs, Endometriose und anderen Erkrankungen eingesetzt.

Diese Verkapselungsmethode funktioniert mit mehreren anderen Peptidarzneimitteln auf dem Markt und mit anderen, die kürzlich zugelassen wurden oder sich in der Entwicklung befinden, sagte Schwendeman.

Die Gruppe erweitert nun die Fähigkeit, verschiedene Arten von Peptiden und anderen großmolekularen Arzneimitteln einzukapseln, die Arzneimittel über längere Zeiträume abzugeben und eine zweite Technik zu entwickeln, um Arzneimittel aus der Ferne in das Polymer zu laden, die sich auf zerbrechliche Proteine ​​konzentriert.

Die Studie erscheint in Naturkommunikation. Zu den Co-Autoren gehören Anna Schwendeman, Professorin für pharmazeutische Wissenschaften und UM-Alumni Morgan Giles, Justin Hong, Yayuan Liu, Jie Tang, Tinghui Li und Avital Beig.