Melhorando a administração de medicamentos com ultrassom – aumenta o tratamento de distúrbios do trato gastrointestinal

Suono Bio, fundada por dois MIT professores e ex-alunos, está usando uma tecnologia comprovada para impulsionar o tratamento de distúrbios do trato gastrointestinal.

Pode ser difícil levar os medicamentos aos locais da doença ao longo do trato gastrointestinal, que abrange a boca, o esôfago, o estômago, os intestinos delgado e grosso e o ânus. Os tratamentos invasivos podem levar horas, pois os pacientes esperam que quantidades adequadas de medicamentos sejam absorvidas no local certo. O mesmo problema está impedindo tratamentos mais recentes, como as terapias de alteração genética.

Agora, a Suono Bio, subsidiária do MIT, está avançando em uma nova abordagem que usa ultrassom para administrar medicamentos, incluindo ácidos nucléicos como ADN e ARN, para o trato gastrointestinal de forma mais eficaz. A empresa acredita que sua tecnologia pode ser usada para levar uma ampla gama de moléculas terapêuticas às áreas do corpo que se mostraram mais difíceis de serem medicamentosas.

“O ultrassom é uma tecnologia bem conhecida que tem sido usada há décadas na clínica”, afirma o cofundador e CTO da Suono, Carl Schoellhammer PhD '15. “Mas agora estamos fazendo algo realmente único e inovador para facilitar a entrega de coisas que não podiam ser entregues antes.”

A tecnologia da Suono é o culminar de mais de três décadas de descobertas feitas nos laboratórios do MIT por pesquisadores como Schoellhammer e outros co-fundadores da Suono, Robert Langer, que é professor do Instituto David H. Koch no MIT, e Giovanni Traverso, professor assistente no MIT. . A plataforma aproveita um fenômeno no qual ondas de ultrassom criam pequenos jatos em líquido que podem ser usados ​​para empurrar drogas para dentro das células.

O primeiro programa de tratamento da empresa tem como alvo a colite ulcerosa. Na semana passada, Suono anunciou uma rodada de financiamento para levar esse programa e outros em fase de preparação para ensaios clínicos.

Além desse primeiro programa, os fundadores dizem que a plataforma poderia ser usada para fornecer uma variedade de moléculas, desde ácidos nucleicos a peptídeos e proteínas maiores, para qualquer parte do trato gastrointestinal. E embora a primeira iteração da plataforma de entrega da Suono utilize sistemas portáteis, os fundadores acreditam que a tecnologia poderá um dia estar contida numa pílula ingerível alimentada por bateria.

“Esse (primeiro medicamento candidato) é a prova de conceito onde poderíamos potencialmente resolver um problema clínico muito premente e fazer muito bem a muitos pacientes”, diz Schoellhammer. “Mas então você reduziu o risco de toda a plataforma, porque o teste consiste na aplicação de ultrassom em uma superfície mucosa, e todo o seu trato gastrointestinal é uma grande superfície mucosa. Portanto, todos os produtos subsequentes que fizermos, mesmo em outros formatos, serão construídos uns sobre os outros.”

Uma descoberta promissora

Schoellhammer foi doutorando em engenharia química entre 2010 e 2015. Durante esse período, foi co-orientado por Daniel Blankschtein, professor de engenharia química Herman P. Meissner, e Langer, que foi cofundador de mais de 40 empresas.

Langer e Blankschtein descobriram pela primeira vez que as ondas de ultrassom podem ser usadas para ajudar os medicamentos a passarem pela pele em 1995. Quando as ondas de ultrassom passam através de um fluido, elas criam pequenas bolhas implodintes que, ao estourarem, criam forças capazes de fornecer medicamentos às células antes do as drogas se degradam. Quase duas décadas depois, Schoellhammer e colaboradores do MIT levaram essa descoberta um passo adiante, aplicando dois feixes diferentes de ondas de ultrassom à pele simultaneamente para aumentar ainda mais as forças de penetração nas células.

Na época, Traverso era bolsista de gastroenterologia no Massachusetts General Hospital, completando a parte de pesquisa de seu treinamento no laboratório de Langer. Schoellhammer, Traverso e outros colaboradores decidiram verificar se o ultrassom poderia melhorar a administração do medicamento ao trato gastrointestinal. “Parecia funcionar tão bem na pele que decidimos por que não tentar outros lugares do corpo”, lembra Schoellhammer.

Os medicamentos normalmente precisam ser encapsulados por uma camada protetora para serem administrados ao corpo sem se degradarem. Para o primeiro experimento dos pesquisadores, eles combinaram medicamentos biológicos brutos e ondas de ultrassom. Para sua surpresa, os medicamentos foram absorvidos de forma eficaz pelo trato gastrointestinal. O método funcionou para a entrega de proteínas, DNA, RNA e formas de RNA utilizadas em tratamentos, como mRNA e siRNA.

“Resumindo a história, acabamos de descobrir que tudo funciona”, diz Schoellhammer. “Poderíamos fornecer uma ampla gama de classes de medicamentos sem formulação. O trato gastrointestinal foi projetado para absorver, mas geralmente absorve moléculas pequenas. Qualquer coisa maior, sejam produtos biológicos, proteínas, terapias genéticas, é degradada porque, ao mesmo tempo, o trato gastrointestinal é um ambiente muito inóspito. Tem um pH baixo e uma riqueza de proteases e nucleases para mastigar todas essas moléculas. Portanto, a entrega desses tipos de compostos ao trato gastrointestinal é uma espécie de Santo Graal.”

A descoberta convenceu Schoellhammer de que a tecnologia poderia um dia melhorar as opções de tratamento para os pacientes, e ele passou a trabalhar com o Centro Deshpande para Inovação Tecnológica, participar da Competição de Empreendedorismo de US$ 100 mil do MIT, receber financiamento do fundo de investimento The Engine e abraçar uma série de de outras experiências educacionais, ele diz, foram essenciais para iniciar o Suono.

“São mentores como Bob, mentores como Gio, podendo ter aulas na escola de negócios do MIT, trabalhando com o Escritório de Licenciamento de Tecnologia do MIT e aprendendo a partir de sua perspectiva em termos do que procuram na proteção da tecnologia e no envolvimento externo. grupos, apoio do Centro Deshpande, onde obtivemos uma bolsa antecipada; Também recebi o prêmio de estudante do Programa Lemelson-MIT 2015”, diz Schoellhammer sobre as coisas que ajudaram em sua jornada empreendedora. “Sem todas essas peças, Suono não existe e não existe tecnologia para, esperançosamente, um dia chegar aos pacientes.”

Pesquisas subsequentes confirmaram que o método de administração por ultrassom poderia ser usado para administrar medicamentos em qualquer lugar ao longo do trato gastrointestinal. Também mostrou que os medicamentos foram absorvidos de forma muito mais eficiente e tiveram efeitos mais positivos do que os tratamentos que utilizaram outros métodos de administração.

“A amplitude de moléculas que podem ser entregues é extremamente incomum para uma tecnologia de entrega de medicamentos, o que é realmente emocionante”, diz Traverso. “Essas observações são ainda mais reforçadas pelas recuperações que vimos quando o ultrassom foi aplicado em modelos de doenças gastrointestinais.”

Chegando aos pacientes

Suono espera iniciar os ensaios clínicos nos próximos 12 a 18 meses. Os fundadores acreditam que a aprovação de um medicamento não só validará a eficácia da sua abordagem, mas também simplificará os obstáculos regulamentares para medicamentos futuros, mesmo que os tratamentos posteriores pareçam muito diferentes dos que estão a ser administrados hoje.

“O ultrassom pode ser embalado em muitos formatos diferentes, então pode ser um sistema que aplica um enema, um endoscópio ou um comprimido”, diz Traverso. “Usar o ultrassom de todas essas maneiras abre muitas novas oportunidades. O trabalho agora é identificar as principais oportunidades, visto que tantas coisas poderiam ser feitas.”

Além da doença inflamatória intestinal, Suono está explorando tratamentos para muitos outros distúrbios do trato gastrointestinal. A plataforma de entrega localizada poderia tornar os tratamentos de certos tipos de cancro, por exemplo, mais precisos e eficazes.

“Como qualquer empresa, temos que pensar muito sobre a indicação lógica do lead”, diz Schoellhammer. “E assim, estamos começando visando a colite ulcerosa. Mas não é aí que vamos terminar. Isso irá construir o valor de toda a plataforma, que um dia acabará por ser sistemas totalmente ingeríveis para entrega oral de qualquer coisa: entrega oral de produtos biológicos, entrega oral de ácidos nucleicos. É nessa visão de longo prazo que estamos focados neste caminho.”