Engenheiros do MIT, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts, criaram uma nova maneira de administrar certos medicamentos em doses maiores com menos dor, injetando-os como uma suspensão de pequenos cristais. Uma vez sob a pele, os cristais se reúnem em um “depósito” de medicamentos que pode durar meses ou anos, eliminando a necessidade de injeções frequentes de medicamentos. Essa abordagem pode ser útil para administrar anticoncepcionais de longa duração ou outros medicamentos que precisam ser administrados por longos períodos de tempo. Como os medicamentos são dispersos em uma suspensão antes da injeção, eles podem ser administrados por meio de uma agulha estreita, que é mais fácil para os pacientes tolerarem.
“Mostramos que podemos ter um parto muito controlado e sustentado, provavelmente por vários meses e até anos, por meio de uma pequena agulha”, diz Giovanni Traverso, professor associado de engenharia mecânica no MIT, gastroenterologista no Brigham and Women’s Hospital (BWH), membro associado do Broad Institute e autor sênior do estudo. Os principais autores do artigo, divulgado na Revista Nature Chemical Engineering, são a ex-pós-doutoranda do MIT e do BWH Vivian Feig, que agora é professora assistente de engenharia mecânica na Universidade Stanford; o estudante de pós-graduação do MIT Sanghyun Park; e Pier Rivano, ex-pesquisador visitante no laboratório de Traverso.
Injeções mais fáceis
Este projeto começou como parte de um esforço financiado pela Fundação Gates para expandir opções contraceptivas, especialmente em países em desenvolvimento. “O objetivo principal é dar às mulheres acesso a muitos formatos diferentes de contracepção que sejam fáceis de administrar, compatíveis com o uso no mundo em desenvolvimento e tenham uma variedade de diferentes prazos de duração de ação”, diz Feig. “Em nosso projeto específico, estávamos interessados em tentar combinar os benefícios dos implantes de ação prolongada com a facilidade dos injetáveis autoadministrados.”
Existem suspensões injetáveis comercializadas disponíveis nos Estados Unidos e em outros países, mas esses medicamentos são dispersos por todo o tecido após a injeção, então eles só funcionam por cerca de três meses. Outros produtos injetáveis foram desenvolvidos que podem formar depósitos mais duradouros sob a pele, mas estes normalmente requerem a adição de polímeros precipitantes que podem constituir de 23 a 98 por cento da solução em peso, o que pode tornar o medicamento mais difícil de injetar.
A equipe do MIT e do BWH queria criar uma formulação que pudesse ser injetada por meio de uma agulha de pequeno calibre e durasse pelo menos seis meses e até dois anos. Eles começaram a trabalhar com um medicamento contraceptivo chamado levonorgestrel, uma molécula hidrofóbica que pode formar cristais. A equipe descobriu que suspender esses cristais em um solvente orgânico específico fazia com que os cristais se reunissem em um implante altamente compacto após a injeção. Como esse depósito poderia se formar sem precisar de grandes quantidades de polímero, a formulação do medicamento ainda poderia ser facilmente injetada por meio de uma agulha de calibre estreito.
O solvente, benzoato de benzila, é biocompatível e foi usado anteriormente como um aditivo para medicamentos injetáveis. A equipe descobriu que a baixa capacidade do solvente de se misturar com fluidos biológicos é o que permite que os cristais sólidos do medicamento se automontem em um depósito sob a pele após a injeção. “O solvente é essencial porque permite que você injete o fluido por meio de uma pequena agulha, mas, uma vez no lugar, os cristais se automontam em um depósito de medicamentos”, diz Traverso.
Ao alterar a densidade do depósito, os pesquisadores podem ajustar a taxa na qual as moléculas do medicamento são liberadas no corpo. Neste estudo, os pesquisadores mostraram que podiam alterar a densidade adicionando pequenas quantidades de um polímero como a policaprolactona, um poliéster biodegradável.
“Ao incorporar uma quantidade muito pequena de polímeros — menos de 1,6 por cento em peso — podemos modular a taxa de liberação do medicamento, estendendo sua duração enquanto mantemos a injetabilidade. Isso demonstra a capacidade de ajuste do nosso sistema, que pode ser projetado para acomodar uma gama mais ampla de necessidades contraceptivas, bem como regimes de dosagem personalizados para outras aplicações terapêuticas”, diz Park.
Depósitos de medicamentos estáveis
Os pesquisadores testaram sua abordagem injetando a solução do medicamento subcutaneamente em ratos e mostraram que os depósitos do medicamento podiam permanecer estáveis e liberar o medicamento gradualmente por três meses. Após o término do estudo de três meses, cerca de 85% do medicamento permaneceu nos depósitos, sugerindo que eles poderiam continuar liberando os medicamentos por um período de tempo muito mais longo.
“Prevemos que os depósitos podem durar mais de um ano, com base em nossa pós-análise de dados pré-clínicos. Estudos de acompanhamento estão em andamento para validar ainda mais sua eficácia além desta prova de conceito inicial”, diz Park. Uma vez formados, os depósitos do medicamento ficam compactos o suficiente para serem recuperados, permitindo a remoção cirúrgica caso o tratamento precise ser interrompido antes que o medicamento seja totalmente liberado.
Essa abordagem também pode se prestar à administração de medicamentos para tratar condições neuropsiquiátricas, bem como HIV e tuberculose, dizem os pesquisadores. Eles agora estão se movendo em direção à avaliação de sua tradução para humanos, conduzindo estudos pré-clínicos avançados para avaliar a automontagem em um ambiente de pele clinicamente mais relevante. “Este é um sistema muito simples, pois é basicamente um solvente, o medicamento, e então você pode adicionar um pouco de polímero bioabsorvível. Agora estamos considerando quais indicações buscamos: É contracepção? São outras? Essas são algumas das coisas que estamos começando a analisar como parte dos próximos passos em direção à tradução para humanos”, diz Traverso.
