Команда Penn-UF разработала лекарство от легочной гипертензии, которое доставляется с помощью капсул, содержащих лиофилизированные листья растений.
Исследователи из Университета Пенсильвании и Университета Флориды определили лекарство, которое можно использовать для лечения легочной гипертензии, болезни, для которой существует несколько вариантов лечения. Новизна – это способ доставки лекарства; он выращен на листьях растений из высокотехнологичной теплицы Пенна, согласно исследованию, опубликованному в сентябрьском номере журнала Hypertension.
Генри Дэниэл был старшим автором исследования. Он профессор биохимии и патологии и директор по трансляционным исследованиям в Школе стоматологической медицины Пенна. Среди соавторов Penn Dental Medicine научный сотрудник Кван Чул-Квон и научные сотрудники Шина Линь и Гуйин Джин. Команда Пенна сотрудничала с исследователями из Университета Флориды, включая Винаяка Шеноя, младшего научного сотрудника факультета фармакодинамики фармацевтического колледжа; со-старший автор Мохан Райзада, выдающийся профессор физиологии и функциональной геномики в Evelyn F. и Уильям Л. Институт мозга Макнайта; и Михаил Катович, профессор фармацевтического колледжа.
У пациентов с легочной гипертензией артерии легких сужаются, что увеличивает нагрузку на правую часть сердца, необходимую для перекачивания крови через легкие. Со временем правая камера сердца, обычно небольшая, увеличивается в размерах и перестает функционировать.
В настоящее время самые успешные лекарства от болезни стоят десятки тысяч долларов.
"Легочная гипертензия – относительно редкое заболевание. Промышленность пренебрегала им, поэтому лекарств не так много," сказал Шеной. "Первый препарат от легочной гипертензии был одобрен в 1995 году, хотя болезнь была известна с начала 1900-х годов."
Райзада сказал, что артериальное давление регулируется гормональной системой, называемой ренин-ангиотензиновой системой. Слишком много ключевого гормона в этой системе, ангиотензина II, может повысить кровяное давление. Однако, согласно предыдущим исследованиям, ангиотензин II уравновешен двумя другими гормонами, АПФ 2 и Ang- (1-7), которые поддерживают нормальное сердечно-легочное давление.
Их исследования показали, что увеличение количества этих гормонов в организме предотвращает легочную гипертензию. Но исследователям нужен был эффективный способ доставки гормонов, чтобы проверить их терапевтический потенциал. По словам Райзада, поскольку гормоны уже присутствуют в организме человека, их мало беспокоили возможные побочные эффекты.
"Все имеющиеся на рынке лекарства от гипертонии и сердечно-сосудистых заболеваний основаны на ингибировании ангиотензина II и не очень эффективны," Raizada сказал. "Много лет назад мы начали задаваться вопросом, почему распространенность гипертонии и сердечно-легочных заболеваний не уменьшается при подавлении ангиотензина II. Вместо этого мы думали, что нам следует нацеливаться на гормоны, которые уравновешивают ангиотензин II."
Даниэлл изучает доставку белковых лекарств с использованием растений и ввел гены с белками ACE 2 и Ang- (1-7) в растительные хлоропласты табака, которые затем можно было выращивать, сушить вымораживанием, заключать в капсулы и кормить крысами. Клетки растений защищают белковые препараты от кислот и ферментов в желудке, но лекарства высвобождаются в кишечнике для абсорбции, когда бактерии в кишечнике переваривают стенки растительных клеток. Чтобы белки могли перемещаться через стенку кишечника в кровоток, они были слиты с белком, который связывается с клетками кишечника.
"Белки, с которыми мы имели дело, очень большие и нестабильные, они остаются в кровотоке всего несколько минут при введении в виде инъекции," Даниэлл сказал. "Нам нужно было найти способ стабилизировать белки, чтобы увеличить их продолжительность жизни в кровотоке, и убедиться, что они работают так, как мы хотели."
Когда пациенты получают другие лекарства, они обычно видят лишь небольшое улучшение – примерно 10-процентное снижение легочного давления. После того, как крысы с установленной легочной гипертензией лечились этим лекарством в течение двух недель, их легочное давление снизилось на 20 процентов. После четырех недель использования лекарства, доставляемого растениями, для лечения группы из 8-10 крыс с легочной гипертензией, исследователи обнаружили, что лекарство снижает легочное давление на 32 процента.
Хотя легочная гипертензия вызывает сужение сосудов в легких, пациенты фактически умирают от сердечной недостаточности. Но препарат также улучшил функцию правой части сердца, потенциально предотвращая сердечную недостаточность у пациентов, сказал Шеной.
Далее исследователи надеются протестировать препарат в клинических испытаниях.
"Суть в том, что мы смогли найти революционный способ доставки перорального лечения болезни, которая остро нуждается в немедленной инновационной терапии," Raizada сказал.