- Тя притежава протеин, наречен фиброин, който отделя медикаментите по-бавно и продължително
- Въпреки преимуществата му той не е широко разпространен в медицинските продукти
- Един от основните проблеми за специалистите е, че той е изключително чувствителен на околната среда, което променя молекулярния му състав
В продължение на векове Тайланд произвежда първокласни копринени тъкани, които се изнасят по целия свят. Биомедицински изследователи от университета “Чулалонгкорн” в Бангкок са открили друго приложение на коприната - нов метод за доставяне на лекарствата в организма на човека.
Досега приемът на медикаменти се свежда до капсули и таблетки, които се поглъщат, лепенки за кожа, мехлеми и интравенозни системи и инжекции. Джутамас Ратанаварапорн - специалистка по биомедицинско инженерство от университета, твърди, че е открила начин да капсулира фармацевтичните продукти
в специална копринена торбичка,
като по този начин се забавя тяхното освобождаване в организма и се намаляват страничните ефекти от тях.
Методът се основава на фиброина - вид протеин, който придава на коприната характерните за нея сила и здравина. Към този момент една огромна част от лекарствата са капсулирани в други видове естествени протеини като желатин и хитозан. Но проблемът при тях е, че те се разграждат прекалено бързо.
“Вместо да са необходими големи или чести дози, фиброиновата капсула може да освобождава лекарството постепенно, в подходящи количества, необходими на организма. Това контролирано пропускане спомага за намаляване на общата доза и риска от странични ефекти”, смята Ратанаварапорн.
Специалистката изучава коприната повече от 17 г., а през 2021 г. превръща изследванията си в предприятие., наречено EngineLife.
“Фиброинът е биосъвместим, т. е. не уврежда тъканите на тялото, устойчив е и икономически ефективен. Има много причини да бъде предпочетен пред материалите, които понастоящем се използват като носители на лекарства”, казва Яджун Шуай, изследовател в Института за приложни изследвания на биоресурсите към Университета в Джъдзян, Китай.
Шуай обяснява, че коприненият фиброин се произвежда чрез безопасни методи и е по-малко вероятно да предизвика отрицателни странични ефекти в сравнение с други естествени протеини или синтетични системи за доставка на лекарства.
“Много от предимствата му се дължат на неговата структура: той има здрав, стабилен бета-лист, който му позволява да действа по начин, по който другите протеини не могат, като например бавно освобождаване на лекарства, и му придава здравина и гъвкавост”, казва Мингинг Ян, също изследователка на биоресурсите в Университета в Джъдзян.
“Много носители на лекарства са като спринтьори - бързи, но с кратък живот. Коприненият фиброин пък е по-скоро маратонец, способен да спуска дозата на медикамента бавно и за дълъг период от време”, пояснява Шуай.
Ян описва копринения фиброин като
“хамелеон в света на материалите”
и казва, че неговата здравина и гъвкавост му дават огромно поле за приложение в медицината, като същевременно предлага по-добра безопасност и устойчивост от други материали.
“Скоростта на разграждане на копринения фиброин е като превключвател - можем да я регулираме според нуждите на лекарството - от дни до месеци. Това ниво на контрол е трудно да се намери при други протеинови капсули”, допълва Шуай.
Коприненият фиброин е изпробван през годините за лечението на различни части от човешкия организъм като изграждане на скелета за регенерация на костна тъкан и филми за роговични присадки. Малко продукти обаче са достигнали до пазара. Анализ от 2022 г. установява, че само 3% от 697 проучвания са преминали към клинични изпитания, а още по-малко са били пуснати в продажба. Едно от основните предизвикателства при разработката на биомедицински продукти от фиброин е променливостта на коприната. В Тайланд тя се произвежда предимно в малки семейни ферми в селските райони от копринени буби, които се отглеждат целогодишно. Промените в сезоните, климата и храненето обаче
може да доведат до малки разлики в пашкула
“Това не е толкова голям проблем за производството на копринени тъкани, но когато става въпрос за медицина, постоянството е от ключово значение”, казва Чуанбин Мао, професор по биомедицинско инженерство в Китайския университет в Хонконг.
“Трябва да се получи силно пречистен продукт за реални медицински приложения. Създаването на възпроизводими продукти, които са идентични от една партида до друга, е голямо предизвикателство. “Това е проблем, който EngineLife се опитва да реши, тъй като дори малки разлики във фуражите и климата могат да променят молекулното тегло на копринения протеин, което от своя страна променя скоростта на разграждане и времето за доставка на лекарствата”, казва Ратанаварапорн.
За да се опита да стандартизира качеството на копринения фиброин, EngineLife започва да експериментира с различни земеделски процеси и техники.
Те дори изследват почвата, която се използва за отглеждане на черничевите листа,
с които се хранят копринените буби. Компанията вече е въвела строги стандарти, включително специално изградени съоръжения за отглеждане на малките животинки, които контролират температурата и влажността, за да създадат стабилна среда през цялата година.
“Трябва да сме сигурни, че процесът на производство на коприна е възможно най-стабилен и последователен във всяка партида”, казва Ратанаварапорн.
Регулаторното одобрение е друга пречка за пускането на пазара на подобни иновации. EngineLife трябва да регистрира продуктите си в различни категории в тайландската Агенция за контрол на храните и лекарствата в зависимост от лекарството и начина на доставка, казва Ратанаварапорн и добавя: “Това е най-трудната стъпка за нас и отнема огромни средства и време”.
Понастоящем фермата на EngineLife произвежда около 25-30 килограма копринени пашкули годишно, от които могат да се получат един милион дози разтвор на копринен фиброин с медицинско качество. Въпреки това Ратанаварапорн отбелязва, че мощността на основната инсталация, в която се извлича фиброинът, е максимум 30 хил. дози медицински разтвор на копринен фиброин.
