Вчені з Медичної школи імені Джейкобса та Школи біомедичних наук при Університеті Баффало представили новий спосіб лікування туберкульозу (ТБ). Вони розробили інгаляційний препарат, який доставляє антибіотик рифампін прямо у легені, що може покращити ефективність лікування та зменшити побічні ефекти.
При пероральному прийомі рифампіцин сильно активує печінкові ферменти, що знижує ефективність інших антибіотиків, таких як азитроміцин та кларитроміцин. Інгаляційний підхід дозволяє доставляти ліки безпосередньо у легені, підвищуючи концентрацію там, де це необхідно, та знижуючи рівень препарату у крові.
Дослідження
Для дослідження фахівці розробили наночастинки β-CP, які інкапсулюють рифампін (поміщають молекули ліків усередину захисної оболонки). Ці частинки складаються з біорозкладного полімеру (PLGA), який повністю розпадається в організмі після вивільнення препарату. Шар хітозану (природний, біосумісний і нетоксичний полімер) підвищує стабільність наночастинок, а зовнішнє покриття з 1,3-β-глюкану (природний складний вуглевод) сприяє розпізнаванню та поглинанню наночастинок альвеолярними макрофагами – клітинами імунної системи, в яких локалізується інфекція ТБ.
Препарат вводили мишам за допомогою орофарингеальної аспірації*. Дослідження проводилося на двох групах тварин:
- Здорові миші – для вивчення фармакокінетики, безпеки та оцінки розподілу препарату в тканинах легень;
- Миші, інфіковані низькою дозою Mycobacterium tuberculosis – для оцінки терапевтичної ефективності препарату в умовах туберкульозного процесу.
Кожну групу розділили на три підгрупи залежно від концентрації наночастинок β-CP:
- 5% — для оцінки розподілу препарату в легенях та первинної відповіді імунної системи;
- 10% — для вивчення балансу між ефективністю доставки та терапевтичною дією ліків;
- 20% — для досягнення максимальної концентрації рифампіцину в легеневій тканині.
Мишей з інфекцією додатково розділили на кшталт моделі захворювання. В одній моделі лікування проводили 4 тижні, в іншій – 8 тижнів. У всіх випадках препарат вводили один раз на тиждень.
Спочатку дослідники оцінили, як препарат розподіляється у легенях і чи впливає він на імунну систему. Результати показали, що при використанні наночастинок з 20% вмістом β-CP концентрація рифампіцину в легенях була значно вищою, ніж при застосуванні 5% β-CP. Це означає, що більш висока частка наночастинок забезпечувала кращу доставку ліків безпосередньо в осередок інфекції. При пероральному прийомі рифампіцину препарат у легенях практично не виявлявся. Аналіз клітин легень не виявив серйозних порушень імунної функції.
Після оцінки безпеки та розподілу препарату вчені перевірили його ефективність при туберкульозній інфекції. Щотижневе введення 5%, 10% і 20% β-CP призводило до зниження кількості бактерій у легенях у 0,5–1,11 log₁₀, що можна порівняти з результатами при щоденному прийомі рифампіцину всередину. При цьому ефективність зростала зі збільшенням частки наночастинок: 5% β-CP давали менше зниження, 20% – найбільше.
Висновки
За словами дослідників, цей метод забезпечує стабільну дію рифампіцину та ефективність лікування, порівнянну із щоденним прийомом, без токсичності для легень та без системного впливу на імунітет. Такий підхід відкриває можливості для безпечнішого та ефективного застосування рифампіцину при різних інфекціях дихальних шляхів, включаючи ТБ.
*метод введення речовини в дихальні шляхи через ротоглотку.