Omdat biofarmaceutica middelmatig en hoogmoleculair zijn, biologisch actieve macromoleculen, ze worden niet gemakkelijk opgenomen door de dunne darm, resulterend in een knelpunt voor orale toediening. Nutsvoorzieningen, onderzoekers van de Kumamoto University in Japan hebben een nieuwe, dunne-darm-permeabel peptide dat de opname van biofarmaceutische producten in het spijsverteringskanaal kan vergemakkelijken. De ontdekking zal naar verwachting een grote bijdrage leveren aan de ontwikkeling van oraal toegediende medicijnen voor medicijnen die momenteel alleen beschikbaar zijn via injectie, waaronder veelgebruikte biofarmaceutica zoals insuline.

Oraal toegediende medicijnen behoren tot de handigste en veiligste soorten medicijnen. Veel geneesmiddelen die momenteel op de markt zijn, zijn verbindingen met een laag molecuulgewicht die door de dunne darm kunnen worden opgenomen. Biomedicijnen zoals insuline, antilichamen en nucleïnezuren worden bijna volledig niet geabsorbeerd in de dunne darm omdat het macromoleculaire verbindingen zijn met een hoog molecuulgewicht. Daarom, er zijn momenteel geen orale formuleringen voor deze biofarmaceutica, dus ze worden toegediend via injecties, die lichamelijk en geestelijk belastend zijn voor de patiënt.

Celpenetrerende peptiden (CPP's) zijn peptiden die de afgifte van moleculen met een lage celmembraanpermeabiliteit vergemakkelijken, inclusief eiwitten en nucleïnezuren, door het celmembraan. Het is daarom een ​​veelbelovende methode om de absorptie (penetratie) van polymere geneesmiddelen in de dunne darm te vergemakkelijken. Echter, bij gebruik van bestaande CPP's om te binden aan biofarmaceutica, het effect op de verbetering van de intestinale absorptie is klein.

Onderzoekers van de Kumamoto University dachten dat hoewel bestaande CPP's het transport van het maagdarmkanaal naar de epitheelcellen van de dunne darm vergemakkelijken, transport van binnen de cellen naar het bloed wordt niet goed gefaciliteerd. Daarom, ze zochten naar "doordringbare peptiden in de dunne darm" om de opname van biofarmaceutica in het spijsverteringskanaal te verbeteren.

Virussen die fagen worden genoemd, worden veel gebruikt om te zoeken naar peptiden met specifieke functies. Uit een faagbibliotheek met cyclische peptiden van aminozuursequenties, onderzoekers verzamelden fagen die door de Caco-2-cellaag drongen. Ze analyseerden vervolgens de faagpeptiden die de cel doordrongen, aangezien Caco-2-cellen veel worden gebruikt als een absorptiemodel voor de menselijke dunne darm. Omdat fagen doorgaans groter zijn dan biofarmaceutica, ongeveer 1 micrometer groot, cyclische peptiden die de absorptie van fagen in de dunne darm bevorderen, zouden het vermogen moeten hebben om de absorptie van biofarmaceutica te vergemakkelijken.

Als resultaat van de analyse werden drie nieuwe cyclische peptiden geïdentificeerd. Deze cyclische peptiden vergemakkelijkten de absorptie van fagen in Caco-2-cellen en in de dunne darm van muizen. Een analyse van dit cyclische peptide wees uit dat het via macropinocytose in de cel wordt overgebracht, een mechanisme dat wordt gebruikt voor het opnemen van grote, extracellulaire stoffen de cel in.

"Het doel van ons onderzoek was om de orale toediening van geneesmiddelen met een hoog molecuulgewicht mogelijk te maken. Deze medicijnen worden niet gemakkelijk door de dunne darm opgenomen en worden meestal via injectie toegediend. We hebben deze hindernis genomen door nieuwe darmpermeabele cyclische peptiden te binden aan biofarmaceutica, " zei professor Sumio Ohtsuki van de afdeling Farmaceutische Microbiologie van Kumamoto University. "We verwachten dat onze ontwikkelingen zullen leiden tot een betere kwaliteit van leven van patiënten."

Deze bevinding werd online geplaatst in de Tijdschrift voor gecontroleerde afgifte op 27 juli 2017.