Kli-baserad gel visar potential för läkemedelstillförsel

Forskare vid KTH har framgångsrikt testat att använda klibaserade hydrogeler för att kapsla in potentiella behandlingar för tjocktarmen, vilket säkerställer att de levereras dit de behövs mest. Även om det krävs ytterligare utveckling och forskning tyder de senaste testresultaten – med inkapslade små modellmolekyler och proteiner – på en möjlig bro mellan biprodukter från jordbruket, biomaterial och läkemedelstillförsel.

– Vi tror att detta en dag kan få tillämpningar för oral tillförsel av läkemedel eller probiotika till tarmen, till exempel för att behandla inflammatoriska symtom, säger Francisco Vilaplana, professor i glykovetenskap vid KTH och chef för forskningscentret PLENTY.

Läkemedel som frisätts i tjocktarmen kan säkerställa att en stor del av de verksamma ämnena riktas mot den sjuka vävnaden, vilket är viktigt vid behandling av problem i nedre delen av tarmen. De flesta av dessa läkemedel är inneslutna i beläggningar som löses upp när surhetsgraden når en viss nivå som oftast förekommer i tjocktarmen, vanligtvis vid ett pH-värde på 7.

Men i olika personer utsätts läkemedlen för varierande nivåer av magsyra, matsmältningsenzymer, förändrade vätskevolymer, slem och en rörlig tarmkanal, vilket kan utlösa en för tidig frisättning. Sökandet efter alternativa utlösare har därför lett forskarna till ett enzym som finns bland kolonbakterierna, β-xylanas, vilket kan bryta ned växtfiber.

Forskarna skapade sin hydrogel med växtfibern arabinoxylan, som extraherades från vete- och rågkli.

Det är fortfarande okänt om gelen skulle överleva magen och tunntarmen under matsmältningen. Men eftersom β-xylanas bryter ned gelens arabinoxylan-fibernätverk för att frigöra de inkapslade målmolekylerna, ger det möjligheten att använda naturliga och nedbrytbara material för upprepad kontakt med tarmen.

Francisco Vilaplana säger att råg-gel visade sig vara särskilt effektivt för att binda modellproteinet. Forskarna undersökte också tekniker för att finjustera gelernas prestanda genom steg som frystorkning.

Studien finansierades av Svenska Forskningsrådet (Formas) och PLENTY – the Centre for Circular and Symbiotic Food Provisioning​​​​​​​.

Vetenskaplig publicering:

Arabinoxylan Hydrogels as a Novel Encapsulation System with Triggered Release by Gut Bacterial Enzymes, ACS Biomacromolecules, DOI: 10.1021/acs.biomac.6c00285

För ytterligare information kontakta:

Francisco Vilaplana, professor i glykovetenskap KTH, tel. 08-790 96 17, e-post: franvila@kth.se