胃肠道可能加速药物开发的新模式



澳门太阳城官网(备用网站)的工程师设计了一个方法通过快速测试它们是如何在小肠吸收,加快新药的开发。这种方法也可用于寻找新的方法来改善现有的药物,使他们可口服的吸收。

开发能够在胃肠道容易被吸收的药物是用于治疗被忽视的热带疾病,结核病和疟疾一个特别的挑战,说乔瓦尼特拉韦尔索,机械工程澳门太阳城官网(备用网站)助理教授,布莱根妇女医院肠胃病。

“许多正在开发的今天被忽视的热带疾病的药物的不溶性和渗透性差,”特拉韦尔索说。 “我们有可能找出更好的配方更快的使用这个新系统。”

他们的新方法的基础上,在实验室培养的猪肠道组织,研究人员可以测试上千种不同的版本在几个小时的药物的。在一份文件中今天出现在 自然生物医学工程研究人员用这种方法来识别激素的制剂催产素,可以在血液中积聚,浓度about10倍比普通缩宫素高。

特拉韦尔索和罗伯特兰格,大卫小时。在澳门太阳城官网(备用网站)科赫研究所教授,科赫研究所综合癌症研究中的一员,是本文的主要作者。主要作者是前澳门太阳城官网(备用网站)博士后托马斯·冯·埃拉赫。

一个更好的模型

经口摄入的药物主要在小肠吸收。大部分小分子药物容易被肠道吸收,但有些不充分溶解,因为它们是疏水的。药物开发人员可以通过添加名为辅料化合物,这有助于稳定药物,可以使他们少疏水克服在一定程度上。

然而,某些药物不能尽管被完全溶解在肠道吸收。这些药物都无法让过去的肠粘液层和衬。由于胃肠组织的复杂性,唯一的途径之一,试图解决这个问题是通过研究模型系统模拟肠道吸收。

目前,最广泛使用的工业方法是测试这些配方 - 药物和赋形剂的不同组合 - 在人结肠直肠癌细胞。因为这些细胞癌变,它们可以存活在体外长时间,但他们并不总是准确地模仿的结构和人体肠道的功能。此外,该过程是耗时的,需要几个星期的细胞以准备评估。

“有没有真正用于药物输送应用的良好GI模型系统,”冯埃拉赫说。 “我们想开发一些类似动物研究也GI措施药物吸收,使我们在同一时间测试许多配方。”

更准确地复制肠,MIT的研究小组决定采取哺乳动物胃肠道的大部份,尽量保持组织存活的长时间。他们决定对猪作为模型,因为它们的大小和基因组是相对类似于人类的。

研究人员尝试了很多类型的生长介质中成长的组织,发现一个有养分的正确组合,以帮助组织保持活力和功能长达一个星期。他们还发现,组织生长最好的时候,它包括围绕肠道深层肌肉层。

研究人员还开发了新的机械装置来按组织中的两个板之间,系统将其暴露于不同的药物制剂并测量它们的吸收。通过暴露组织到特定的药物在一个板上,然后测量多少的穿过组织到另一个板,研究人员可以决定如何以及该特定药物被吸收。该系统可用于测试可达每天10,000个样本。

看系统如何预测人类药物的吸收,研究人员检测了约60 FDA批准的药物,具有不同的性质和口服吸收,这已经在人类癌细胞进行测试。他们发现,相比于这些药物如何在人的消化道吸收现有数据,他们的新系统预测的吸收率分别为约90%的准确率。在另一方面,在结肠直肠癌细胞中通过试验生成的预测有近50%的准确度。 

改善的吸收

接着,研究人员决定尝试测试催产素的一些新的配方,目前已给予静脉注射一种药物,因为它是很难在小肠吸收。催产素是常用的分娩期间刺激子宫收缩或降低分娩后出血。

混合催产素与多种辅料的研究,创造了近3000变异,这可能会在现在所有的测试在不到一天的时间为他们的能力在整个肠道吸收。 “那是什么画面向我们展示的是,我们可以迅速判断哪个组合实际上提高催产素的运输,”特拉韦尔索说。

研究人员选择了两个最有前途的配方中测试猪,发现最好的一个由11倍提高催产素的吸收。

“这个新系统真正开辟了准确预测,对于第一次的可能性,药物转运在胃肠道,在高通量的方式,”兰格说。 “这将使我们能够测试的方式,大大提高口服药物生物利用度。”

兰格,特拉韦尔索,和冯埃拉赫已经成立了一家名为vivtex是现在正在商业化的技术。他们希望用这种方式来找到有效的方法来提供生物药物如肽,抗体和核酸,冯埃拉赫,谁是公司的首席科学官说。

“尽管几十年的研究,多肽,蛋白质和抗体,以及寡核苷酸疗法,仍不能口服递送。我们相信,我们的技术具有巨大的潜力,以应对这一挑战,”他说。

论文的其他作者包括莎拉·萨克斯顿,云花石,丹尼尔·米纳汉,丹尼尔reker,法哈德javid,年轻啊露西·李,卡尔schoellhammer,蒂娜esfandiary,科迪克利夫兰,卢卡斯摊位,佳琦林,汉娜征,苏菲布莱克本,和Alison海沃德。

The research was funded by the National Institutes of 健康, the Bill & Melinda Gates Foundation, and the Swiss National Science Foundation.