Chronische ziekten komen veel voor in onze samenleving, waardoor het essentieel is om efficiënte en economisch haalbare behandelingen te ontwikkelen. Huidige behandelingen, met name opioïden, hebben vaak een korte werkingsduur, waardoor hoge doseringen nodig zijn om het gewenste effect te bereiken, wat op zijn beurt de bijwerkingen vergroot. Bovendien leidt herhaalde toediening tot een verminderde therapietrouw en afname van het actieve bestanddeel.
Formuleringen met verlengde afgifte kunnen dit probleem aanpakken door een constante en langdurige plasmaconcentratie van het geneesmiddel te behouden, waardoor bijwerkingen verminderen. Dit vereist een geschikt systeem van medicijnafgifte dat het therapeutische effect behoudt zonder schommelingen in de fysiologische respons. Hoewel orale toediening eenvoudig en weinig invasief is, is de beperkte werkingsduur een nadeel voor langdurige behandelingen. Alternatieven zoals subcutane injecties of transdermale toediening worden beperkt door de noodzaak van implantatie en de lipofiliciteit van het medicijn. Daarom blijft het ontwikkelen van veelzijdige, biologisch afbreekbare formuleringen, die compatibel zijn met een breed scala aan moleculen, een belangrijk onderwerp binnen de wetenschappelijke gemeenschap.
Om met dit probleem om te gaan, heeft de VUB-onderzoeksgroep Organische Chemie (ORGC) een nieuw peptide-gebaseerd hydrogel ontwikkeld. Wanneer deze gemengd wordt met een waterige buffer, vormt dit een thixotroop, injecteerbaar gel onder fysiologisch relevante omstandigheden. Na injectie herstelt de gel zijn eigenschappen vrijwel volledig (~92%) binnen een uur.
Deze hydrogels kunnen worden geladen met diverse therapeutische middelen, die dan langzaam vrijkomen over een langere periode, wat een therapeutisch effect biedt gedurende meerdere dagen. Experimenten toonden aan dat het antinociceptieve effect bij muizen tot 72 uur na toediening aanhield. Dit resulteert in lagere maar constante concentraties in het lichaam, waardoor het aantal benodigde toedieningen afneemt en de kans op bijwerkingen beperkt wordt.
Dankzij deze eigenschappen bootst de hydrogel de extracellulaire matrix na, wat deze geschikt maakt voor toepassingen in cel- en weefseltechnologie. Bovendien maken de milde gelvormingscondities (slechts mengen in PBS-buffer) het mogelijk om gevoelige biologische agentia, zoals therapeutische eiwitten en antilichamen, te integreren – iets wat bij conventionele formuleringen vaak complexer is. In één geval werd de inkapseling van hoge concentraties morfine (tot 10 mg) bevestigd via cryo-EM-experimenten.
Duik in het onderzoeksportaal en ontdek alle mogelijkheden.
