O nouă tehnică de depozitare poate menţine stabile medicamentele şi vaccinurile pe bază de proteine fără a le păstrate la rece.
Descoperirea, făcută de cercetători de la Universitatea americană Penn State, ar putea elimina nevoia de refrigerare pentru sute de medicamente vitale precum insulina, anticorpii monoclonali şi vaccinurile virale.
„Peste 80% din medicamentele biologice şi 90% din vaccinuri necesită condiţii de temperatură controlată. Această abordare ar putea revoluţiona stocarea şi distribuţia acestora, făcându-le mai accesibile şi mai accesibile pentru toată lumea”, a declarat Scott Medina, conducătorul studiului, profesor de inginerie biomedicală la Penn State, într-un comunicat.
Acest lucru ar economisi miliarde de dolari cheltuite în prezent pentru menţinerea la rece a acestor produse de-a lungul lanţului de aprovizionare şi ar permite potenţial utilizarea terapiilor proteice în medii în care refrigerarea constantă nu este posibilă.
Cercetarea a fost publicată recent în revista Nature Communications.
Printr-o serie de experimente, echipa de cercetare a înlocuit soluţia pe bază de apă utilizată în mod obişnuit în medicamentele pe bază de proteine cu un ulei perfluorocarbonat şi a testat cinci proteine diferite, anticorpi şi enzime, cu o serie de funcţii legate de sănătate .
Atunci când au fost testate pe şoareci, cercetătorii au constatat că noua soluţie a fost la fel de eficientă ca versiunile refrigerate şi nu a prezentat semne de toxicitate, ceea ce înseamnă că soluţia pe bază de ulei nu a avut efecte adverse asupra sănătăţii.
De asemenea, cercetătorii au constatat că soluţia pe bază de ulei este sterilă în mod natural pentru probele de proteine, observând că acestea nu puteau fi contaminate de bacterii, ciuperci sau virusuri, care au nevoie de un mediu pe bază de apă pentru a se dezvolta şi supravieţui.
A existat o problemă: proteinele din mediile pe bază de apă se răspândesc uniform în tot lichidul. În ulei, acestea nu sunt atât de solubile, a explicat prof. Medina. Astfel, echipa a dezvoltat un surfactant - o moleculă care acoperă suprafaţa proteinei - pentru a proteja suprafaţa proteinei într-un mod care să îi permită acesteia să se disperseze uniform în soluţie.
Surfactantul a creat, de asemenea, un înveliş protector în jurul proteinei, menţinând-o stabilă şi împiedicând-o să se descompună chiar şi la temperaturi de până la 100 de grade Celsius, care în mod normal ar provoca fierberea apei.
„Gândiţi-vă la surfactant ca la o pelerină de ploaie pentru proteine”, a explicat prof. Medina. „La fel cum o haină de ploaie te ţine uscat, acest înveliş protector protejează proteina de căldură şi contaminare, permiţându-i să rămână stabilă şi funcţională”, a menţionat cercetătorul.
Medicamentele şi vaccinurile pe bază de proteine sunt de obicei sensibile la căldură, lumină şi mişcare, toate acestea putând face ca acestea să îşi piardă structura şi funcţia în timp, a explicat profesorul. Refrigerarea ajută la încetinirea acestui proces de degradare, astfel încât medicamentul să rămână eficient până când este administrat.
La temperaturi ridicate, proteinele vor începe să se deplieze şi să devină inactive, a explicat prof. Medina. El a precizat că deplierea are loc deoarece, atunci când temperatura creşte, energia moleculelor de apă va îndepărta proteina făcând-o să se desfăşoare. Din acest motiv, terapiile proteice trebuie adesea depozitate în frigidere sau congelatoare pentru a preveni deplierea.
Cercetătorul spune că aceste descoperiri au potenţialul de a limita sau elimina logistica lanţului frigorific, care este reţeaua de aprovizionare necesară pentru transportul terapiilor de la locul unde sunt produse la diferitele centre de distribuţie înainte de a fi administrate pacienţilor.
În 2020, o altă echipă de cercetători a constatat că logistica lanţului frigorific este proiectată să coste 58 de miliarde de dolari la nivel global până în 2026.
„Dacă ceva nu merge bine în acest proces, activitatea terapiei proteice ar putea fi pierdută, medicamentul ar putea să nu mai fie eficient sau să fie contaminat, iar pacienţii ar putea fi afectaţi”, precizat prof. Medina.
Cercetătorii spun că abordarea lor are potenţialul de a reduce costurile şi barierele pentru companiile farmaceutice, ceea ce ar putea duce la mai multe economii şi la un acces mai bun pentru pacienţii care au nevoie de aceste terapii.
Această nouă metodă ar putea, de asemenea, să reducă barierele şi să permită ca medicamentele să fie distribuite în medii cu resurse limitate în rândul tuturor populaţiilor, precizat prof. Medina. „Am putea-o folosi chiar şi pentru soldaţii din zonele de conflict, unde aceste terapii ar fi necesare, dar accesul la refrigerare este limitat”.
În viitor, cercetătorii intenţionează să demonstreze că metoda lor funcţionează cu proteine suplimentare şi să colaboreze cu companii farmaceutice pentru a stabiliza molecule proteice sau peptide care ar putea fi utilizate într-o serie de medicamente.
În prezent, cercetătorii sunt în curs de brevetare a noii abordări şi speră să se asocieze cu mai multe companii farmaceutice pentru a face produsele proteice mai stabile şi mai accesibile.
Foto articol: Printr-o serie de experimente, echipa de cercetare condusă de Scott Medina de la Penn State, dreapta, a înlocuit soluţia pe bază de apă utilizată în mod obişnuit în medicamentele pe bază de proteine cu un ulei perfluorocarbonat şi a testat cinci proteine diferite cu o serie de funcţii legate de sănătate, cum ar fi anticorpi şi enzime. Credit: Penn State, 16 ianuarie 2025.
