Entzündliche Darmerkrankungen können mit Gel-Medikamenten behandelt werden

Die Verwendung von Hydrogel zur gezielten Verabreichung und Abgabe von Wirkstoffen an das betroffene Gewebe ist vielversprechend für die Behandlung von entzündlichen Darmerkrankungen.
Das krankheitsspezifische Hydrogelsystem klebt an Entzündungsstellen und setzt im Laufe der Zeit Medikamente frei.
Bildnachweis: BWH

So schließt ein Team des Brigham and Women's Hospitals (BWH) in Boston, das mit Kollegen aus anderen Forschungszentren seine Ergebnisse in Berlin berichtet Wissenschaft Translationale Medizin.

Inflammatory Bowel Disease (IBD) betrifft über 1 Million Amerikaner und ist auf der ganzen Welt auf dem Vormarsch. IBD ist ein Überbegriff für eine Gruppe chronischer, schwächender entzündlicher Darmerkrankungen, einschließlich Morbus Crohn und Colitis ulcerosa.

Es gibt begrenzte Behandlungsmöglichkeiten für Patienten mit IBD, von denen viele auf tägliche Einläufe angewiesen sind, um Symptome zu lindern, zu denen schwerer Durchfall, Schmerzen, Müdigkeit und Gewichtsverlust gehören.

Solche Behandlungen sind jedoch nicht nur unangenehm und unpraktisch, sie können auch zu Nebenwirkungen führen, bei denen Medikamente von gesundem Gewebe absorbiert werden.

In ihrer Studie beschreiben die Forscher, wie ein im Labor hergestelltes Hydrogel einen potenziell besseren Weg zur Abgabe von Medikamenten bei IBD über Einläufe bietet, die auf entzündetes Gewebe zielen.

Das Team zeigte, wie das Hydrogel an Entzündungsstellen klebte und langsam die Medikamentendosis freisetzte, die es im Laufe der Zeit trug.

Der korrespondierende Autor Jeff Karp, ein außerordentlicher Professor, der ein Labor leitet, das fortschrittliche Biomaterialien und Geräte für Therapeutika entwickelt, sagt:

"Wir erkannten, dass wenn wir ein krankheitsgesteuertes Hydrogel-System entwickeln könnten, das sich schnell an Geschwüre anlagert und langsam Medikamente an der Stelle der Entzündung freisetzt, dann könnten wir einen besseren Weg schaffen, Medikamente nur dort zu verabreichen, wo das Medikament benötigt wird."

Hydrogel würde einmal pro Woche anstelle von täglichen Einläufen für IBD bedeuten

Die Forscher schlagen vor, dass ihre Ergebnisse zu einer Art von Einlauf führen werden, den IBD-Patienten nur einmal pro Woche statt täglich anwenden müssen. Außerdem wird es keine systemischen Nebenwirkungen haben und es würde nicht notwendig sein, den Einlauf beizubehalten, da das Gel schnell an Geschwüren haftet.

Zur Herstellung des selbstorganisierenden Hydrogels verwendete das Team Ascorbylplamitat (AP), ein Material, das bereits für die Verwendung in den USA zugelassen ist. AP ist negativ geladen und verankert sich an positiv geladenen Gewebeschädigungsstellen.

Co-Erstautor Dr. Sufeng Zhang, ein Chemieingenieur, der am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge selbstorganisierte Hydrogele erforscht, sagt:

"Die von uns ausgewählten Materialien bilden ein Gel, das die Fähigkeit besitzt, Medikamente zu tragen. Wir haben das Gel so entwickelt, dass es sowohl auf entzündetes Gewebe als auch auf Geschwüre zielt und das Medikament nur an Entzündungsstellen freisetzt."

Das Hydrogel enthält ein Corticosteroid-Medikament, das routinemäßig zur Behandlung von IBD verwendet wird. Das Gel disassembliert nur, um das Medikament freizusetzen, wenn es auf ein bestimmtes Enzym trifft, das an entzündeten Stellen vorhanden ist.

Tests zeigten, dass das Hydrogel an entzündete Stellen abgegeben wurde

Das Team hat das Hydrogel auf zwei Arten getestet. Zuerst verwendeten sie Mäuse, die gentechnisch verändert waren, um eine Form von Colitis ulcerosa zu haben, und zeigten, dass über das Hydrogel abgegebene Medikamente die Entzündung wirksamer linderten als bei der Verabreichung über herkömmliche Einläufe.

• Morbus Crohn ist eine Art von IBD, die eine Entzündung der Schleimhaut des Verdauungstraktes verursacht
• Die Krankheit breitet sich oft tief in das betroffene Gewebe aus
• Die Symptome umfassen Durchfall, Fieber, Müdigkeit, Übelkeit, Erbrechen, Bauchschmerzen und Krämpfe, Blut im Stuhl, verringerter Appetit und unbeabsichtigte Gewichtsabnahme.

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Die Forscher zeigten auch, dass in den Mäusen, die die Hydrogel-basierte Therapie erhielten, ihre Blutströme 5-10 mal niedrigere Konzentrationen der Medikamente hatten, verglichen mit Mäusen, die die Medikamente über herkömmliche Einläufe erhielten, was darauf hindeutet, dass die Hydrogel-basierte Verabreichung zu weniger Medikamenten führt Rest des Körpers.

Und zweitens zeigte das Hydrogel in Gewebeproben von menschlichen Patienten mit Colitis ulcerosa und in einem anderen Mausmodell von Colitis eine Präferenz für das Anhaften an entzündete Regionen anstelle von gesundem Gewebe.

Das Team plant nun, diese Tests mit anderen Medikamenten zu wiederholen und auch mehr präklinische Tests durchzuführen, bevor mit Versuchen am Menschen begonnen wird.

Co-Erstautor Dr. Jörg Ermann, Rheumatologe am BWH, sagt, dass ihre Studie ein gutes Beispiel dafür ist, wie die Medikamentenabgabe durch die Konzentration auf krankheitsspezifische Merkmale verbessert werden kann, und kommt zu dem Schluss:

"Wir haben herausgefunden, dass der Hydrogel-Ansatz bei Mäusen gut funktioniert, und unsere Daten sehen vielversprechend aus, dass es auch bei Menschen mit chronisch entzündlichen Darmerkrankungen eine effektive Strategie sein könnte."

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