W kontekście rosnącej oporności na antybiotyki zespół projektu FORMAMP przetestował oparte na nanotechnologii systemy dostarczania leków i peptydy przeciwdrobnoustrojowe (AMP) w celu opracowania nowych narzędzi do walki z chorobami zakaźnymi.

Obliczono, że zwiększona oporność drobnoustrojów powoduje około 25 000 zgonów rocznie, co generuje koszty na poziomie 1,5 mld EUR w całej UE. W kontekście poszukiwań nowych terapii przeciwko chorobom zakaźnym peptydy przeciwdrobnoustrojowe są uważane za obiecujących kandydatów, ponieważ wywołują mniejszą lekooporność.

Celem finansowanego ze środków UE projektu FORMAMP było zbadanie, w jaki sposób preparaty nanotechnologiczne i strategie miejscowego dostarczania mogą poprawić stabilność i skuteczność AMP stosowanych bezpośrednio na skórę i oparzenia, a także do leczenia infekcji płuc.

W ramach projektu stworzono również zupełnie nowy rodzaj nanomateriału i opracowano nowe podejście do leczenia gruźlicy z wykorzystaniem obiecujących strategii degradacji biofilmu.

Opracowywanie inteligentnych preparatów i strategii dostarczania

Peptydy przeciwdrobnoustrojowe stanowią grupę cząsteczek funkcjonujących jako część układu odpornościowego większości organizmów. Peptydy te szybko zwalczają inwazyjne drobnoustroje, a ich działanie opiera się na niespecyficznych mechanizmach, przez co bakterie nie są w stanie rozwinąć odporności na te związki. Pomimo ogromnego potencjału pod względem wykorzystania w nowatorskich sposobach leczenia niewiele AMP przeszło do etapu badań klinicznych ze względu na ich podatność na degradację i wysokie koszty wytwarzania.

Zespół projektu FORMAMP ocenił różne kombinacje AMP i nanonośników pod kątem działania przeciwbakteryjnego względem kilku rodzajów szczepów (w tym szczepów wieloopornych). Do badanych nanonośników zaliczały się lipidowe nanokapsułki, lipidowe układy samoskładające, mikrożele, dendrymery oraz mezoporowate nanocząstki krzemionki. Zespół opracował również zupełnie nowy rodzaj systemu nośnego, którego patent oczekuje na zatwierdzenie.  

Podsumowując wyniki w zakresie opracowywania nanonośników, koordynator projektu, dr Lovisa Ringstad, mówi: „Systemy oparte na lipidach sprawdzały się najlepiej pod kątem dostarczania miejscowego. Natomiast mezoporowate cząsteczki krzemionki okazały się bardzo skuteczne w dostarczaniu do płuc. Systemy oparte na polimerach były wykorzystywane zarówno do leczenia chorób płucnych, jak do stosowania miejscowego. Jeżeli chodzi o degradację biofilmu przez bakterie, wykazano, że jeden rodzaj nanonośnika na bazie lipidów wykazuje działanie synergistyczne z AMP, co jest niezmiernie interesujące”.

W zakresie systemów dostarczania leków najbardziej obiecujący okazał się termoczuły preparat żelowy do stosowania miejscowego, natomiast na potrzeby dostarczania do płuc opracowano proszki do inhalacji, które, jak wykazano, bardzo dobrze rozprowadzają się w płucach.

Przeprowadzano ciągłe charakteryzacje biofizyczne, aby zrozumieć interakcje między AMP i nanonośnikami oraz otaczającym je środowiskiem. Zastosowano modelowanie komórek i tkanek (in vitro i ex vivo) w celu zbadania działania peptydów, a na końcowym etapie wykorzystano modele mysie i szczurze (in vivo) do oceny efektów. Zbadano również toksyczność preparatów.

Powiększanie zestawu narzędzi do leczenia

Wiele z namacalnych rezultatów projektu już przyczyniło się do rozwoju nowych sposobów leczenia. Przykładowo jedno z MŚP należących do konsorcjum podpisało umowę licencyjną na dalsze opracowywanie peptydu do leczenia zakażeń skóry i tkanek miękkich. Ponadto opracowano strategie degradacji biofilmów, związanych z kilkoma ciężkimi zakażeniami, takimi jak mukowiscydoza i rany oparzeniowe. 

W ramach projektu FORMAMP wytworzono również obiecujący preparat do leczenia gruźlicy. Jak wyjaśnia dr Ringstad: „planujemy dalszy rozwój tej metody leczenia, co wymaga dodatkowego badania słuszności koncepcji przeprowadzonego na żywych organizmach, a także bardziej szczegółowego zrozumienia jej mechaniki. Musimy również dopracować nasz preparat, co wiąże się z koniecznością usprawnienia procesów produkcji i kontroli jakości.

Nanopreparaty opracowane w ramach projektu FORMAMP mogą być dalej rozwijane jako platforma do innych zastosowań w zakresie dostarczania leków biologicznych jako nowych terapii wywołujących mniejsze skutki uboczne w leczeniu szeregu chorób.

Jak mówi dr Ringstad, „połączenie tych nowych metod leczenia, zwiększona świadomość społeczeństwa na temat odporności na środki przeciwdrobnoustrojowe, narzędzia diagnostyczne i działania zapobiegawcze przeciwko rozprzestrzenianiu się szczepów wieloopornych powinny umożliwić nam ograniczenie problemu lekooporności”.

Źródło: www.cordis.europa.eu