Polski pomysł na sposób podawania leków - rewolucja na skalę światową?

Jaki problem przemysłowy w farmakologii chcieli Państwo rozwiązać, rozpoczynając swój autorski projekt?

Dr inż. Paweł Nakielski: Obserwując branżę, czy to w trakcie doktoratu, czy późniejszych kontaktów z firmami, wiedzieliśmy, że firmy farmaceutyczne stale szukają sposobów na efektywniejszą farmakoterapię i jednocześnie minimalizowanie efektów ubocznych, które odczuwa pacjent. Najbardziej pożądaną i preferowaną drogą przyjmowania leków pozostaje droga doustna, a tabletki lub kapsułki są najszerzej akceptowanymi postaciami leku. Jednak duża część leków po tym podaniu nie wchłania się z przewodu pokarmowego, podrażnia żołądek lub zamiast trafić w określone miejsce w organizmie, jest metabolizowana przez wątrobę. W efekcie przepisana terapia jest nieefektywna. Firmy farmaceutyczne stosują wtedy znacznie większą ilość leku w pojedynczej tabletce, tak aby osiągnąć efekt terapeutyczny. Jest to niekorzystne zarówno dla firmy jak i dla pacjenta. Jednocześnie firmy te inwestują znaczne środki na badania nad nowymi formulacjami tabletek aby zwiększyć np. wchłanianie leku.

Aby ominąć ten problem, opracowano wiele alternatyw do podania doustnego, m. in. metodę wziewną, czy też transdermalną w postaci plastra przyklejanego na skórę. Jednak i te formy mają swoje wady, przez które wielu pacjentów nie kontynuuje przepisanej przez lekarza terapii.

Robert Michalik: Metodą podania, która najbardziej nas zainteresowała, i która jest niemal dedykowana dla naszych rozwiązań, to podawanie leków w jamie ustnej i wchłanianie się leku do krążenia przez błonę śluzową jamy ustnej. Takie podanie leku może zadziałać miejscowo, w obrębie jamy ustnej, ale również może wywołać ogólny efekt leczniczy. Wiele firm pracuje nad takimi metodami podania, jednak często są to rozwiązania drogie i nie pozwalają na przedłużone podanie leku pacjentom.

Czym się wyróżnia pomysł od obecnej metody przyjmowania leków?

PN: Na półkach aptek możemy znaleźć wiele postaci leków, które podaje się dopoliczkowo, podjęzykowo lub na wewnętrzną stronę policzka. Są to tabletki mukoadhezyjne, tabletki szybko rozpuszczalne i plastry, które można przykleić do wewnętrznej strony policzka. Taki plaster musi silnie przylegać do powierzchni policzka, aby nie odpadł i nie został połknięty.

W naszym przypadku połączyliśmy dwie technologie, które świetnie ze sobą współgrają i pozwalają na podawanie leku nawet w trakcie snu. Pierwszą z nich jest technologia wytwarzania komfortowych i estetycznych nakładek na zęby i dziąsła pacjenta. Kolejną technologią jest elektroprzędzenie, dzięki któremu otrzymujemy włókniny z polimerowych nanowłókien, które w przedłużony i kontrolowany sposób uwalniają substancję aktywną czyli lek. Połączenie obu technologii poprzez przyklejenie włókniny z lekiem do nakładki, w miejscu w którym styka się ona z dziąsłem pacjenta daje szereg korzyści dla pacjenta i nie tylko.

Czy każdy pacjent może skorzystać z Waszej metody?

RM: Jest to rozwiązanie praktycznie dla każdego, jednak są grupy pacjentów, które szczególnie mogą skorzystać z naszego produktu. Są to przede wszystkim dzieci, które ze względu na wiek nie mogą połykać kapsułek i tabletek. Kolejnymi grupami są osoby starsze, sparaliżowane lub osoby bez kończyn górnych, które często mają trudności w połykaniu tabletek. W przypadku dzieci, leki często podawane są w postaci syropów. Jednak metoda ta wiąże się z niedokładnym odmierzeniem dawki leku.

Jaka jest geneza i na jakim etapie rozwoju znajduje się projekt?

PN: Prace nad nanowłóknami uwalniającymi leki w naszym Instytucie rozpoczęły się około 15 lat temu za sprawą profesora Tomasza Kowalewskiego, który jako jeden z pierwszych naukowców w Polsce wykorzystywał metodę elektroprzędzenia do wytworzenia systemów uwalniania leków. Opracowaliśmy rozwiązania, gdzie lek z grupy czynników wzrostu podawany był z nanowłókien na uszkodzoną tkankę nerwową, dzięki czemu tworzy się cieńsza blizna glejowa. Ponadto, w IPPT PAN przebadaliśmy wiele kombinacji polimerów z lekami przeciwbólowymi, przyspieszającymi tamowanie krwawienia czy też lekami ułatwiającymi zasypianie.

RM: Technologia produkcji nakładek dla pacjentów jest dobrze opracowana i szeroko stosowana. W swojej firmie do wygenerowania trójwymiarowego obrazu dziąseł i uzębienia wykorzystujemy najnowsze skanery 3D. Następnie drukowany jest model uzębienia i wytwarzana nakładka nazębna. Na koniec, do wewnętrznej strony nakładki, tuż ponad zębami, gdzie nakładka dotyka dziąsła, przyklejany jest fragment włókniny z lekiem. Wykonaliśmy prototypy uwalniające leki.

Jakie są szanse szybkiego wdrożenia waszego rozwiązania w przemyśle farmaceutycznym?

PN: W przypadku wprowadzenia do włókniny leków o dużym bezpieczeństwie stosowania, wprowadzenie naszego produktu obejmowałoby mniej badań i krótszy czas wdrożenia niż w przypadku leków np. opioidowych. Dlatego nasze prace rozpoczęliśmy m.in od podawania melatoniny, która jest wskazana jako środek pomocniczy w leczeniu zaburzeń rytmu snu. Biodostępność melatoniny czyli jej ilość, która jest efektywnie wykorzystana w farmakoterapii jest niewielka, gdyż blisko 60% podanego doustnie leku trafia do wątroby i jest wydalana z moczem. Jednocześnie, wchłanianie melatoniny z przewodu pokarmowego wynosi od 30 minut do 2 godzin. W przypadku naszego rozwiązania, efekt terapeutyczny może nastąpić znacznie wcześniej bo już po kilku minutach. A co najważniejsze, pacjent może założyć nakładkę z włókniną przed snem, zaś melatonina będzie uwalniana przez 6 godzin ułatwiając przespanie całej nocy.

RM: Jeśli chodzi o aspekty technologiczne, to zarówno urządzenia do przemysłowej produkcji nanowłókien jak również do formowania nakładek nazębnych są dostępne na rynku. Cześć z tych urządzeń już posiadamy. Największym wyzwaniem będzie rejestracja leku czyli wykonanie wszystkich badań niezbędnych do dopuszczenia naszego rozwiązania do obrotu.

Czy są już jakieś pozytywne rezultaty?

PN: Opracowaliśmy prototyp produktu czyli połączenie włókniny z nakładką nazębną. Przebadaliśmy również uwalnianie kilku leków z włóknin i zaobserwowaliśmy pożądane uwalnianie przez czas do 12 godzin. Dużą przewagą naszego rozwiązania nad typowymi tabletkami do policzkowymi okazała się wielkość i kształt włókniny. Po przyklejeniu włókniny do nakładki nazębnej i umieszczeniu całości w jamie ustnej zauważyliśmy, że jest to nie tylko wygodne ale i estetyczne. Nakładka jest transparentna, zaś umieszczenie włókniny nad zębami sprawia, że jest ona praktycznie niewidoczna.

Czy wykorzystane materiały są bezpieczne dla zdrowia pacjenta?

PN: W produkcji nanowłókien wykorzystujemy polimery, które są dopuszczone przez odpowiednie agencje rządowe do stosowania w ciele człowieka. Są one szeroko stosowane również przez firmy farmaceutyczne jako systemy podawania leków. Oczywiście przed wejściem na rynek, będziemy musieli potwierdzić bezpieczeństwo naszego rozwiązania w trakcie badań. Obecnie najważniejsze jest zbadanie na ile efektywniejszą terapię, w porównaniu do podania doustnego, jesteśmy w stanie zapewnić pacjentom.

Czy koncerny farmaceutyczne będą zainteresowane waszą technologią?

PN: Wybierając cząsteczki leku do projektu, który do tej pory sfinansowaliśmy ze środków własnych, staramy się kierować zasadą dostarczania jak największej korzyści zarówno dla potencjalnego partnera biznesowego, jak również pacjenta. Zwiększenie biodostępności leku dzięki naszemu pomysłowi sprawi, że firma farmaceutyczna wyda znacznie mniej pieniędzy na kosztowny lek, gdyż zmniejszy jego ilość w pojedynczym podaniu. W przypadku pacjenta korzyścią jest zmniejszenie dawki leku, co sprawi, że można wyeliminować działania niepożądane leku. Ponadto, możliwe będzie zmniejszenie częstości podawania tabletek i dzięki naszemu rozwiązaniu, pacjent będzie mógł nałożyć nakładkę z włókniną raz dziennie.

RM: Wiemy, że bezpośrednie umieszczenie włókniny z lekiem na dziąśle i dociśnięcie jej do dziąsła nakładką, chroni włókninę przed dostępem śliny i wymywaniem leku do jamy ustnej. Umożliwi to podawanie tą drogą leków, które mają gorzki smak dla pacjenta i jednocześnie ochroni przed transportem leku ze śliną do żołądka.

Czy staraliście się Państwo o patent na swoje rozwiązanie?

RM: Przed nawiązaniem współpracy z IPPT PAN zgłosiłem do opatentowania rozwiązanie, gdzie nakładka nazębna jest wyposażona w zbiorniczek na tabletkę. Jednak tabletki do stosowania w jamie ustnej mają dosyć dużą grubość, przez co powodują pewien dyskomfort dla pacjenta. Starając się rozwiązać ten problem trafiłem na rozwiązanie opracowane w IPPT PAN. Po przeprowadzeniu kilku testów, gdzie potwierdziliśmy, że jest duży potencjał z połączenia naszych rozwiązań, podjęliśmy decyzję o współpracy i opracowaniu prototypu. Niedawno zgłosiliśmy w urzędzie patentowym kolejne, tym razem wspólne, zgłoszenie patentowe dotyczące systemu uwalniania leków z włókniny w jamie ustnej.

Czy potrzebujecie środków na dalsze prowadzenie projektu?

PN: Działalność badawczo-rozwojowa pochłania znaczne ilości funduszy i aby przejść do kolejnego etapu czyli przeprowadzenia badań bezpieczeństwa w badaniach komórkowych i na zwierzętach, będziemy potrzebowali znacznych środków. Czekamy obecnie na uruchomienie konkursów ogłaszanych przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, ale również aktywnie poszukujemy inwestora branżowego.

Jaka wyobrażacie sobie przyszłość waszego produktu?

RM: W naszym odczuciu, już niedługo pacjent wybierający nasz produkt, będzie mógł wykonać skan uzębienia i dziąsła w każdym gabinecie lekarskim czy szpitalu a następnie w przeciągu 24 godzin otrzyma na swój adres gotową nakładkę nazębną. Wtedy wystarczy udać się do apteki po plasterki z włókniny zawierającej lek i samodzielnie przykleić w oznaczonym miejscu. Nakładka może być używana wielokrotnie, zaś korzyści płynące z tej formy terapii będą odczuwalne w postaci większego komfortu podawania leków i korzyści wynikającej z możliwości używania w trakcie snu.