يجب إعطاء العديد من الأدوية على شكل تقطير بطيء في الوريد بدلاً من الحقن السريع، الأمر الذي قد يكون محبطًا وغير مريح. ومع ذلك، قد يكون هذا على وشك التغيير بفضل التحسينات الجديدة لتقنية "التجفيف بالرذاذ" الحالية.
غالبًا ما تُستخدم الأدوية المعتمدة على البروتين لعلاج حالات مثل بعض أنواع السرطان، واضطرابات التمثيل الغذائي، وأمراض المناعة الذاتية، ويجب تناولها بجرعات كبيرة لتحقيق التأثير المطلوب.
لسوء الحظ، إذا تم إذابة هذه الأدوية بمثل هذه التركيزات العالية في حجم حقنة واحد من السائل الحامل، يمكن أن تتجمع جزيئات البروتين معًا، مما يجعل الخليط لزجًا جدًا بحيث لا يمكن حقنه بأمان. لذلك، يجب إعطاء جرعة مخففة أكثر عن طريق الوريد، ويتم تقطيرها على مدار عدة ساعات.
ولحل هذه المشكلة، قام البروفيسور المشارك إريك أبيل من جامعة ستانفورد وزملاؤه بتطوير بوليمر بولي أكريلاميد متوافق حيويًا يسمى MoNi. وخلافًا لمعظم الإضافات الصيدلانية الموجودة، فهو يتميز بدرجة حرارة تزجج عالية بشكل غير عادي. وهذا يعني أنه يبقى صلبًا وزجاجيًا في درجات الحرارة المرتفعة بدلاً من أن يصبح ناعمًا ولزجًا.
قام العلماء بدمج MoNi مع الماء والبروتينات العلاجية، بما في ذلك الألبومين والجلوبيولين المناعي البشري والأجسام المضادة وحيدة النسيلة المستخدمة لعلاج كوفيد-19.
ثم قاموا برش الخليط على السطح لتكوين قطرات متطايرة، مما أدى إلى تبخر الماء الموجود في القطرات. تنتج هذه العملية مسحوقًا ناعمًا يتكون من جزيئات صغيرة - يتكون كل منها من نواة بروتينية ملفوفة في غلاف أملس من الموليبدينوم والنيكل.
في الخطوة الأخيرة، يتم خلط المسحوق مع سائل حامل تبقى فيه الجزيئات معلقة ولا تتجمع معًا. وبذلك حقق الباحثون تركيزات بروتينية تزيد عن 500 ملليجرام لكل ملليلتر. بمعنى آخر، يحتوي السائل على أكثر من 50% من وزن الدواء، أي ضعف محتوى الحقن السابقة.
نعم، يبقى الخليط سائلاً بدرجة كافية للحقن "بسهولة وسلاسة". علاوة على ذلك، فإن تركيبة MoNi تذوب بمجرد دخولها إلى مجرى الدم.
تشكل جزيئات البروتين المجففة بالرش بدون طلاء MoNi مادة تشبه المعجون (يسار)، في حين تشكل جزيئات البروتين المجففة بالرش مع طلاء MoNi معلقًا قابلاً للحقن يتدفق مثل السائل (يمين).
وقال أبيل: "هذه منصة من المحتمل أن تكون متوافقة مع أي دواء بيولوجي، لذلك يمكننا حقنه بسهولة". "هذا يأخذ هذه العلاجات من كونها محنة الحقن في الوريد التي تستغرق ساعات في العيادة إلى إجرائها في المنزل في ثوانٍ باستخدام حاقن تلقائي."
وقد نُشر البحث في ورقة بحثية نُشرت مؤخرًا في مجلة Science Translational Medicine.