Single-Dose Cures for Malaria, Other Diseases
A leading researcher issues a call for pills that deliver a full course of treatment in one swallow.
One of the world’s preëminent biomedical researchers is calling for a concerted effort by scientists to develop pills that would stay in the stomach or gut for weeks or months once swallowed, delivering one or more drugs continuously or over set intervals.
Such “super pills” would greatly simplify the treatment of diseases such as malaria. They could address a major concern in medicine, says MIT professor Robert Langer: the fact that many people don’t take all their drugs, especially when undergoing long-term treatment.
In an invited column in this week’s issue of the journal Nature, he and his colleague Giovanni Traverso, a gastroenterologist and researcher at MIT, note that failure to keep up with drug treatments leads to about $100 billion a year in avoidable hospitalizations. In poor countries, compliance with treatment can be even lower. “We have a lot of great medicines, but under 50 percent of folks actually take them,” Traverso says.
Engineering a single pill to take the place of complex dosing regimens could be particularly important for malaria, which often requires multiple drugs over long periods. Failure to follow the right treatment can spread drug resistance, making the disease harder to eradicate. Traverso says the technology could also “revolutionize the standard of care” for psychiatric patients and those with Alzheimer’s and other forms of dementia, which make it difficult for patients to remember to take their medicine.
Researchers have been developing extended-release medications for decades, and some, such as birth-control implants, are on the market now. But the existing extended-release medicines that can be taken orally—the easiest and most preferred way—deliver drugs over hours, not weeks or months.
For 30 years researchers have investigated using special bioadhesives that could stick to the walls of the gastrointestinal tract, “but clinical success has been minimal,” Langer says. “There are some new approaches we are working on that hopefully will change that.” Langer and Traverso aren’t saying much about their new technology until they have patent protection. They’re focusing on super pills for malaria, with funding from the Bill and Melinda Gates Foundation. Traverso says that “the state of materials research is ripe for the development of such systems.”
The key will be developing materials that can withstand the harsh environment of the GI tract, whose function is to break things down and move them out rather than allow them to stay in place for months. Safety concerns are also paramount, since months’ worth of medication could be deadly if accidentally released all at once. There also need to be mechanisms for removing the pill or deactivating it if patients have adverse reactions.
But the GI tract is worth targeting because swallowing pills is so much easier than other dosing mechanisms. And whereas implants elsewhere in the body can trigger immune reactions, the gut tolerates foreign materials much more easily. “You can eat celery, no problem. But if you implant a piece of celery, I can assure you you’ll get a foreign-body reaction,” Traverso says.
In addition to using adhesives to keep pills in the GI tract, other options include designing pills that expand into mesh-like shapes once they hit the stomach, preventing them from leaving but allowing food to pass through. Another possibility being investigated is small spheres that produce carbon dioxide in the acidic environment of the stomach. That causes them to inflate and float, staying in place as long as there is fluid in the stomach. Meanwhile, an array of existing materials can gradually deteriorate and release drugs, or allow them to leak out slowly through pores. It’s also possible to design micromachines that deliver pulses of medication at intervals controlled by microchips.
One safety concern is that a device designed, say, for the stomach could fail and end up blocking the intestine. This might be addressed by engineering materials to fall apart as they encounter the intestinal environment, which is very different from the stomach. It may also be possible to communicate wirelessly with electronics embedded in a pill to deactivate it.+
Traverso says the work is still “very early.” “This is an enormous challenge,” he says, “but it’s also an exciting opportunity.”
รักษาปริมาณเดียวสำหรับโรคมาลาเรียโรคอื่น
วิจัยชั้นนำประเด็นการเรียกร้องสำหรับยาที่ส่งมอบหลักสูตรเต็มรูปแบบของการรักษาในหนึ่งกลืน.
หนึ่งในนักวิจัยทางการแพทย์ของโลกที่โดดเด่นที่มีการเรียกร้องให้มีความพยายามร่วมกันโดยนักวิทยาศาสตร์ในการพัฒนายาที่จะอยู่ใน กระเพาะอาหารหรือลำไส้สัปดาห์หรือเป็นเดือนละครั้งกลืนกิน, การส่งมอบหนึ่งหรือยาเสพติดมากขึ้นอย่างต่อเนื่องหรือช่วงเวลาที่กำหนด.
ดังกล่าว "ยา super" มากจะลดความซับซ้อนของการรักษาโรคต่าง ๆ เช่นโรคมาลาเรีย พวกเขาอาจจะอยู่ที่ความกังวลหลักในการแพทย์กล่าวว่าเอ็มไอทีศาสตราจารย์โรเบิร์ตแลงเกอร์: ความจริงที่ว่าคนจำนวนมากไม่ได้ใช้ยาเสพติดทั้งหมดของพวกเขาโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเข้ารับการรักษาในระยะยาว.
ในคอลัมน์ได้รับเชิญในเรื่องของสัปดาห์นี้วารสาร Nature เขา และเพื่อนร่วมงานของเขาจิโอวานนี่ Traverso, ระบบทางเดินอาหารและนักวิจัยที่ MIT ทราบว่าความล้มเหลวเพื่อให้ทันกับการรักษายาเสพติดนำไปสู่การประมาณ $ 100 พันล้านปีในการรักษาในโรงพยาบาลที่หลีกเลี่ยงได้ ในประเทศที่ยากจน, การปฏิบัติตามการรักษาอาจจะต่ำลง "เรามีจำนวนมากของยาที่ดี แต่ภายใต้ร้อยละ 50 ของคนจริงใช้พวกเขา" Traverso กล่าว.
วิศวกรรมยาเม็ดเดียวที่จะใช้สถานที่ของสูตรยาที่ซับซ้อนอาจจะมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับโรคมาลาเรียซึ่งมักจะต้องใช้ยาเสพติดหลายช่วงเป็นเวลานาน . ความล้มเหลวที่จะปฏิบัติตามการรักษาที่เหมาะสมสามารถแพร่กระจายดื้อยาทำให้โรคยากที่จะกำจัด Traverso กล่าวว่าเทคโนโลยีนี้ยังสามารถ "ปฏิวัติมาตรฐานของการดูแล" สำหรับผู้ป่วยจิตเวชและผู้ที่มีเสื่อมและรูปแบบอื่น ๆ ของภาวะสมองเสื่อมซึ่งทำให้เป็นเรื่องยากสำหรับผู้ป่วยที่จำต้องกินยาของพวกเขา.
นักวิจัยได้รับการพัฒนายาขยายการเปิดตัวมานานหลายทศวรรษ และบางอย่างเช่นการปลูกถ่ายเกิดการควบคุมอยู่ในตลาดขณะนี้ แต่ยาขยายการเปิดตัวที่มีอยู่ที่สามารถนำมารับประทานที่ง่ายที่สุดและที่ต้องการมากที่สุดวิธีการส่งมอบยาเสพติดกว่าชั่วโมงไม่สัปดาห์หรือเป็นเดือน.
30 ปีนักวิจัยได้ตรวจสอบโดยใช้ bioadhesives พิเศษที่สามารถติดกับผนังของระบบทางเดินอาหาร, "แต่ความสำเร็จทางคลินิกได้รับน้อยที่สุด" แลงเกอร์กล่าวว่า แลงเกอร์และ Traverso จะไม่พูดมากเกี่ยวกับเทคโนโลยีใหม่ของพวกเขาจนกว่าพวกเขาจะได้รับการคุ้มครองสิทธิบัตร "มีบางแนวทางใหม่ ๆ เรากำลังทำงานกับที่หวังจะเปลี่ยนที่. เป็น" พวกเขากำลังมุ่งเน้นไปที่ยาสุดสำหรับโรคมาลาเรียที่มีการระดมทุนจากบิลและเมลินดาเกตส์มูลนิธิ Traverso กล่าวว่า "รัฐของการวิจัยวัสดุที่เป็นสุกสำหรับการพัฒนาระบบดังกล่าว."
ที่สำคัญจะได้รับการพัฒนาวัสดุที่สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของทางเดินอาหารที่มีฟังก์ชั่นคือการทำลายสิ่งลงและย้ายพวกเขาออกมากกว่าการอนุญาตให้ พวกเขาจะอยู่ในสถานที่สำหรับเดือน กังวลด้านความปลอดภัยนอกจากนี้ยังมีสิ่งสำคัญยิ่งตั้งแต่เดือนมูลค่าของยาที่อาจเป็นอันตรายถึงตายถ้าปล่อยตั้งใจทั้งหมดในครั้งเดียว นอกจากนี้ยังจะต้องมีกลไกในการลบยาหรือการปิดมันถ้าผู้ป่วยมีอาการไม่พึงประสงค์.
แต่ทางเดินอาหารที่มีมูลค่าการกำหนดเป้าหมายเพราะกลืนกินยามากง่ายกว่ากลไกยาอื่น ๆ และในขณะที่การปลูกถ่ายที่อื่น ๆ ในร่างกายสามารถเรียกปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันไส้ทนวัสดุต่างประเทศมากขึ้นได้อย่างง่ายดาย "คุณสามารถกินคื่นฉ่ายไม่มีปัญหา แต่ถ้าคุณปลูกฝังชิ้นส่วนของคื่นฉ่าย, ฉันสามารถรับประกันคุณคุณจะได้รับปฏิกิริยาต่างประเทศร่างกาย "Traverso กล่าว.
นอกเหนือจากการใช้กาวเพื่อให้ยาในทางเดินอาหาร, ตัวเลือกอื่น ๆ รวมถึงการออกแบบยาที่ขยายเข้าไปในตาข่าย เช่นรูปทรงที่เมื่อพวกเขาตีกระเพาะอาหารไม่ให้ออกจาก แต่ช่วยให้อาหารผ่าน ความเป็นไปได้รับการตรวจสอบก็คือทรงกลมขนาดเล็กที่ผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดของกระเพาะอาหาร นั่นทำให้พวกเขาที่จะขยายและลอยอยู่ในสถานที่ตราบใดที่มีเป็นของเหลวในกระเพาะอาหาร ในขณะเดียวกันอาเรย์ของวัสดุที่มีอยู่สามารถค่อยๆเสื่อมลงและปล่อยยาเสพติดหรืออนุญาตให้พวกเขาที่จะรั่วไหลออกอย่างช้าๆผ่านรูขุมขน นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะออกแบบ micromachines ที่ส่งพัลส์ของยาในช่วงเวลาที่ควบคุมโดยไมโครชิป.
หนึ่งความกังวลด้านความปลอดภัยที่เป็นอุปกรณ์ที่ออกแบบมาพูดสำหรับกระเพาะอาหารอาจล้มเหลวและจบลงด้วยการปิดกั้นลำไส้ นี้อาจได้รับการแก้ไขโดยวัสดุวิศวกรรมกระจุยขณะที่พวกเขาได้พบกับสภาพแวดล้อมในลำไส้ซึ่งแตกต่างอย่างมากจากกระเพาะอาหาร มันอาจจะเป็นไปได้ในการสื่อสารแบบไร้สายกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ฝังอยู่ในยาที่จะยกเลิกการใช้งานมัน. +
Traverso กล่าวว่าการทำงานยังคงเป็น "มากในช่วงต้น." "นี่เป็นความท้าทายอย่างมาก" เขากล่าว "แต่ก็ยังมีโอกาสที่น่าตื่นเต้น".
การแปล กรุณารอสักครู่..