Puede ser difícil llevar los medicamentos a los sitios de la enfermedad a lo largo del tracto gastrointestinal, que abarca la boca, el esófago, el estómago, el intestino delgado y grueso y el ano. Los tratamientos invasivos pueden tardar horas, ya que los pacientes esperan que se absorban cantidades adecuadas de medicamentos en el lugar correcto. El mismo problema está frenando los tratamientos más nuevos, como las terapias de alteración genética.
Ahora, el spin-out del MIT, Suono Bio, está avanzando en un nuevo enfoque que utiliza ultrasonido para administrar medicamentos, incluidos ácidos nucleicos como ADN y ARN, al tracto gastrointestinal de manera más efectiva. La compañía cree que su tecnología se puede utilizar para llevar una amplia gama de moléculas terapéuticas a las áreas del cuerpo que han demostrado ser más difíciles de administrar.
“El ultrasonido es una tecnología bien conocida que se ha utilizado durante décadas en la clínica”, dice el cofundador y director de tecnología de Suono, Carl Schoellhammer PhD ’15. “Pero ahora estamos haciendo algo realmente único y novedoso con él para facilitar la entrega de cosas que antes no se podían entregar”.
La tecnología de Suono es la culminación de más de tres décadas de descubrimientos realizados en los laboratorios del MIT por investigadores como Schoellhammer y los co-fundadores de Suono, Robert Langer, quien es profesor del Instituto David H. Koch en el MIT, y Giovanni Traverso, profesor asistente en el MIT. . La plataforma aprovecha un fenómeno en el que las ondas de ultrasonido crean pequeños chorros de líquido que pueden usarse para empujar medicamentos hacia las células.
El primer programa de tratamiento de la compañía se enfoca en la colitis ulcerosa. La semana pasada, Suono anunció una ronda de financiación para hacer avanzar ese programa y otros en su cartera en ensayos clínicos.
Más allá de ese primer programa, los fundadores dicen que la plataforma podría usarse para entregar una variedad de moléculas, desde ácidos nucleicos hasta péptidos y proteínas más grandes, a cualquier parte del tracto gastrointestinal. Y aunque la primera iteración de la plataforma de entrega de Suono aprovechará los sistemas portátiles, los fundadores creen que la tecnología algún día podría estar contenida en una píldora ingerible que funciona con baterías.
“Ese [primer fármaco candidato] es la prueba de concepto en la que potencialmente podríamos resolver un problema clínico muy urgente y hacer mucho bien para muchos pacientes”, dice Schoellhammer. “Pero luego ha eliminado el riesgo de toda la plataforma, porque el ensayo está aplicando ultrasonido a una superficie mucosa, y todo su tracto gastrointestinal es una gran superficie mucosa. Por lo tanto, todos los productos posteriores que hacemos, incluso en otros factores de forma, se basarán entre sí “.
Un descubrimiento prometedor
Schoellhammer fue candidato a doctorado en ingeniería química entre 2010 y 2015. Durante ese tiempo, fue asesorado conjuntamente por Daniel Blankschtein, profesor de ingeniería química Herman P. Meissner, y Langer, quien ha cofundado más de 40 empresas.
Langer y Blankschtein descubrieron por primera vez que las ondas de ultrasonido se pueden usar para ayudar a que los medicamentos pasen a través de la piel en 1995. Cuando las ondas de ultrasonido pasan a través de un líquido, crean burbujas diminutas que implosionan que, al estallar, crean fuerzas capaces de administrar medicamentos a las células antes de que las drogas se degradan. Casi dos décadas después, Schoellhammer y sus colaboradores en el MIT llevaron ese descubrimiento un paso más allá al aplicar dos haces diferentes de ondas de ultrasonido a la piel simultáneamente para mejorar aún más las fuerzas de penetración celular.
En ese momento, Traverso era un becario de gastroenterología en el Hospital General de Massachusetts y completaba la parte de investigación de su formación en el laboratorio de Langer. Schoellhammer, Traverso y otros colaboradores decidieron ver si la ecografía podía mejorar la administración de fármacos al tracto gastrointestinal. “Parecía funcionar tan bien en la piel que pensamos por qué no probar en otras partes del cuerpo”, recuerda Schoellhammer.
Por lo general, los medicamentos deben encapsularse mediante una capa protectora para administrarlos al cuerpo sin degradarse. Para el primer experimento de los investigadores, combinaron medicamentos biológicos crudos y ondas de ultrasonido. Para su sorpresa, los fármacos fueron absorbidos eficazmente por el tracto gastrointestinal. El método funcionó para la entrega de proteínas, ADN, ARN y formas de ARN utilizadas en tratamientos, como ARNm y ARNip.
“En pocas palabras, descubrimos que todo funciona”, dice Schoellhammer. “Podríamos suministrar una amplia gama de clases de medicamentos sin formulación. El tracto gastrointestinal está diseñado para absorber, pero generalmente absorbe moléculas pequeñas. Cualquier cosa más grande, ya sean biológicos, proteínas, terapias génicas, se degrada porque, al mismo tiempo, el tracto gastrointestinal es un entorno muy inhóspito. Tiene un pH bajo y una gran cantidad de proteasas y nucleasas para masticar todas estas moléculas. Entonces, la entrega de ese tipo de compuestos al tracto gastrointestinal es una especie de santo grial “.
El avance convenció a Schoellhammer de que la tecnología podría algún día mejorar las opciones de tratamiento para los pacientes, y pasó a trabajar con el Centro de Innovación Tecnológica Deshpande, participó en el Concurso de Emprendimiento MIT $ 100K, recibió fondos del fondo de inversión The Engine y adoptó varios de otras experiencias educativas que él dice que fueron parte integral de comenzar Suono.
“Son mentores como Bob, mentores como Gio, que pueden tomar clases en la escuela de negocios del MIT, trabajar con la Oficina de Licencias de Tecnología en el MIT y aprender desde su perspectiva en términos de lo que buscan para proteger la tecnología y atraer grupos, apoyo del Centro Deshpande donde obtuvimos una subvención anticipada; También recibí el premio para estudiantes del programa Lemelson-MIT 2015 ”, dice Schoellhammer sobre las cosas que ayudaron en su viaje empresarial. “Sin todas esas piezas, Suono no existe, y la tecnología no existe para, con suerte, algún día llegar a los pacientes”.
Investigaciones posteriores confirmaron que el método de administración de ultrasonido podría usarse para administrar medicamentos en cualquier parte del tracto gastrointestinal. También mostró que los medicamentos se absorbían de manera mucho más eficiente y tenían más efectos positivos que los tratamientos que usaban otros métodos de administración.
“La amplitud de moléculas que se pueden administrar es extremadamente inusual para una tecnología de administración de medicamentos, por lo que es realmente emocionante”, dice Traverso. “Esas observaciones se ven reforzadas por las recuperaciones que hemos visto cuando se ha aplicado el ultrasonido en modelos de enfermedades gastrointestinales”.
Llegar a los pacientes
Suono espera comenzar los ensayos clínicos en los próximos 12 a 18 meses. Los fundadores creen que la aprobación de un medicamento no solo validará la eficacia de su enfoque, sino que simplificará los obstáculos regulatorios para los medicamentos futuros, incluso si los tratamientos posteriores se ven muy diferentes de los que se administran hoy.
“El ultrasonido se puede empaquetar en muchos factores de forma diferentes, por lo que podría ser en un sistema que está administrando un enema, en un endoscopio o en una pastilla”, dice Traverso. “El uso de la ecografía de todas esas formas abre muchas oportunidades nuevas. El trabajo ahora consiste en identificar las mejores oportunidades, dado que se pueden hacer tantas cosas “.
Además de la enfermedad inflamatoria intestinal, Suono está explorando tratamientos para muchos otros trastornos del tracto gastrointestinal. La plataforma de administración localizada podría hacer que los tratamientos de ciertos cánceres, por ejemplo, sean más precisos y efectivos.
“Como cualquier empresa, tenemos que pensar mucho sobre la indicación lógica de la ventaja”, dice Schoellhammer. “Y entonces, estamos comenzando por apuntar a la colitis ulcerosa. Pero ahí no es donde terminamos. Eso aumentará el valor de toda la plataforma, que finalmente algún día serán sistemas completamente ingeribles para la administración oral de cualquier cosa: administración oral de biológicos, administración oral de ácidos nucleicos. Es esa visión a largo plazo en la que nos enfocamos con este camino “.
Fuente:
Enhancing drug delivery with ultrasound. (2021, 20 julio). Recuperado 26 de julio de 2021, de https://news.mit.edu/2021/suono-bio-drug-delivery-ultrasound-0720