Os Pesquisadores desenvolvem o método novo que pode visar a entrega da droga ao pulmão

Os Pesquisadores da Engenharia de Colômbia e do Centro Médico da Universidade de Columbia (CUMC) desenvolveram um método novo que pudesse visar a entrega de volumes muito pequenos de drogas no pulmão. Sua aproximação, em que os microlitros do líquido que contêm uma droga são instilados no pulmão, distribuída como um filme fino na região predeterminada da via aérea do pulmão, e absorvido localmente, pode fornecer um tratamento muito mais eficaz da doença pulmonar. O trabalho foi publicado na Edição Adiantada do 31 de agosto em linha das Continuações da Academia Nacional das Ciências (PNAS).

Os Pulmões são suscetíveis a muitas doenças, incluindo a fibrose cística, a broncopneumonia, a doença pulmonar obstrutiva crônica, e o câncer pulmonar, que são tratadas actualmente pela aplicação sistemática das drogas, pela entrada oral, ou pela inalação do aerossol. A fim conseguir níveis terapêuticos no local patológico, os médicos precisam de entregar grandes quantidades da droga que pode causar efeitos adversos a outros órgãos no corpo. As Doenças pulmonares poderiam mais eficazmente ser tratadas se a droga da escolha poderia ser entregada localmente ao local patológico no pulmão, na dose exacta necessário para o tratamento.

“Nós prevemos que nossa aproximação líquida da instilação do micro-volume permitirá concentrações predizíveis da droga no local do alvo, reduzindo a quantidade de droga exigida para o tratamento eficaz da doença com efeitos secundários significativamente reduzidos,” dizemos Gordana Vunjak-Novakovic, Professor da Fundação de Mikati da Engenharia Biomedicável e professor das ciências médicas (na Medicina), que supervisionaram o trabalho em seu Laboratório para Células Estaminais e Engenharia do Tecido.

O desafio principal para a equipe era a complexidade enorme da estrutura do pulmão que fornece a função vital da troca do dióxido do oxigênio e de carbono o sangue. A arquitetura do tecido e o fluxo de ar mudam dramàtica ao longo das 24 gerações da via aérea do pulmão, do grande brônquio para baixo aos alvéolos. Jinho Kim, um companheiro pos-doctoral no laboratório de Vunjak-Novakovic e autor principal do estudo, realizado que a distância uma tomada líquida viaja antes de ser absorvido como o filme líquido pode ser variado mudando o volume da tomada e o regime da ventilação. Estudando líquido obstrui dentro as câmaras de ar de vidro simples, ele desenvolveu um modelo matemático que descreve o processo de transporte líquido em cada geração da árvore da via aérea. O modelo foi usado para determinar o volume líquido da tomada e os parâmetros da ventilação programada para a entrega em uma região específica do pulmão. As previsões modelo foram confirmadas demonstrando o depósito líquido visado do filme nos pulmões ventilados, usando três modalidades diferentes da imagem lactente.

“A instilação Líquida foi usada fornecendo o surfactant do pulmão aos pulmões inteiros nos infantes prematuros que não podem produzir bastante surfactant para respirar normalmente,” Kim observa. “Embora a instilação líquida tem o grande potencial terapêutico, suas aplicações foram inexploradas, pela maior parte devido a compreensão limitada do transporte líquido nas vias aéreas do pulmão. Nós somos muito entusiasmado sobre as implicações de nosso trabalho.”

O projecto foi altamente colaborador, diz Vunjak-Novakovic, cuja a equipe incluiu três coordenadores biomedicáveis, um cirurgião da transplantação do pulmão, e um pulmonologist: “Este estudo é verdadeiramente emblemático de como a pesquisa biomedicável é conduzida na Universidade de Columbia.”

Kim planejou a aproximação para a entrega visada dos micro-volumes de drogas, tornado a teoria necessária, e conduzido as experiências de apoio com John O'Neill, um Aluno de doutoramento da engenharia biomedicável. Em CUMC, em Professor Matt Bacchetta, em Departamento da Cirurgia Torácica, e em Professor Adjunto Valerio Dorrello, Departamento da Pediatria e do Cuidado Crítico, ajudado a definir os parâmetros clìnica relevantes para a entrega da droga, e a aperfeiçoar a ventilação e a perfusão do pulmão. Os pesquisadores planeiam ao lado de demonstram o tratamento das doenças pulmonares tais como a fibrose cística e as infecções da via aérea entregando as drogas pulmonaas que usam sua instilação líquida aproximam-se.

“Nós somos fascinados pelas oportunidades que as aproximações da tecnologia biológica oferecem mais eficazmente à doença pulmonar do deleite,” Vunjak-Novakovic adicionamos. “O pulmão é um órgão enorme complexo que tenha biliões de pilhas dentro de um tecido hieràrquica organizado que não possa ser construído a partir do zero. Quatro anos há, nós começamos a pesquisa da regeneração do pulmão usando células estaminais e métodos da tecnologia biológica. E nós continuamos a trabalhar com nossos colegas clínicos para desenvolver aproximações novas do tratamento para tratar a doença pulmonar.”

Source: Escola da Universidade de Columbia da Engenharia e de Ciência Aplicada

Source:

Columbia University School of Engineering and Applied Science