Daha Az İğneyle Uzun Süreli İlaç Tedavisi

Mühendisler Daha İyi Bir Uzun Süreli İlaç Dağıtım Yöntemi Geliştirdi

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) mühendisleri, daha az ağrıyla ve daha yüksek dozda ilaç verilmesini sağlayan yenilikçi bir yöntem geliştirdi. İlaçlar, küçük kristallerin süspansiyonu olarak enjekte ediliyor ve cilt altında bir araya gelerek aylarca, hatta yıllarca sürebilen bir ilaç deposu oluşturuyor. Bu yaklaşım, sık enjeksiyon ihtiyacını ortadan kaldırıyor.

Yöntem, uzun süreli kontraseptifler veya HIV gibi uzun vadeli tedavi gerektiren hastalıklar için umut vadediyor. İlaçlar enjeksiyondan önce bir süspansiyon içinde dağıldığı için, hastaların daha kolay tolere edebileceği ince bir iğne ile uygulanabiliyor. Çalışma, 24 Mart 2025 tarihinde Nature Chemical Engineering dergisinde yayımlandı.

Daha Kolay Enjeksiyonlar

MIT Mekanik Mühendisliği Bölümü’nden Doçent Giovanni Traverso, aynı zamanda Brigham ve Kadın Hastanesi’nde gastroenterolog ve Broad Enstitüsü’nde ortak üye olarak görev yapıyor. Traverso, “Küçük bir iğneyle çok kontrollü ve sürekli bir ilaç dağıtımı sağlayabileceğimizi gösterdik; bu, muhtemelen aylar ve hatta yıllar sürebilir,” diyor.

Çalışmanın baş yazarları, şu anda Stanford Üniversitesi’nde mekanik mühendisliği yardımcı doçenti olan eski MIT ve BWH doktora sonrası araştırmacısı Vivian Feig, MIT yüksek lisans öğrencisi Sanghyun Park ve Traverso’nun laboratuvarında eski ziyaretçi araştırma öğrencisi Pier Rivano.

Projenin Kökeni

Bu proje, Gates Vakfı tarafından finanse edilen ve özellikle gelişmekte olan ülkelerde kontraseptif seçeneklerini genişletmeyi amaçlayan bir çalışmanın parçası olarak başladı. Feig, “Ana hedef, kadınlara farklı kontraseptif formatlara erişim sağlamak; bu formatlar kolay uygulanabilir, gelişmekte olan dünyada kullanıma uygun ve farklı sürelerde etkili olmalı,” diyor ve ekliyor: “Bizim projemizde, uzun etkili implantların faydalarını kendi kendine uygulanabilir enjeksiyonların kolaylığıyla birleştirmeyi amaçladık.”

Mevcut Yöntemlerin Eksiklikleri

ABD ve diğer ülkelerde piyasada bulunan bazı enjekte edilebilir süspansiyonlar mevcut, ancak bu ilaçlar enjeksiyondan sonra dokuda dağılıyor ve yalnızca yaklaşık üç ay etkili oluyor. Daha uzun süreli depolar oluşturan diğer enjeksiyon ürünleri ise genellikle çözelti ağırlığının %23 ila %98’ini oluşturan çökeltici polimerler gerektiriyor; bu da enjeksiyonu zorlaştırıyor.

MIT ve BWH ekibi, en az altı ay, hatta iki yıla kadar sürebilen ve küçük çaplı bir iğneyle enjekte edilebilen bir formülasyon geliştirmek istedi. Çalışmaya, hidrofobik bir molekül olan ve kristal oluşturabilen kontraseptif ilaç levonorgestrel ile başladılar. Ekip, bu kristalleri belirli bir organik çözücüde (benzyl benzoate) askıya aldıklarında, enjeksiyondan sonra kristallerin yoğun bir implant haline geldiğini keşfetti. Bu depo, büyük miktarda polimer gerektirmediği için ince bir iğneyle kolayca enjekte edilebiliyor.

Çözücünün Rolü

Biyouyumlu olan ve daha önce enjekte edilebilir ilaçlarda katkı maddesi olarak kullanılan benzyl benzoate, biyolojik sıvılarla zayıf karışma özelliği sayesinde kristallerin cilt altında bir depo oluşturmasını sağlıyor. Traverso, “Çözücü kritik bir rol oynuyor; küçük bir iğneyle sıvıyı enjekte etmenizi sağlıyor, ancak yerinde kristaller kendiliğinden bir ilaç deposu haline geliyor,” diyor.

Kontrollü İlaç Salımı

Araştırmacılar, deponun yoğunluğunu değiştirerek ilaç moleküllerinin vücuda salınım hızını ayarlayabiliyor. Bu çalışmada, biyolojik olarak parçalanabilen bir polyester olan polikaprolakton gibi az miktarda polimer ekleyerek yoğunluğu değiştirdiklerini gösterdiler. Park, “Ağırlıkça %1,6’dan az polimer ekleyerek ilaç salım süresini uzatabiliyoruz, enjeksiyon kolaylığını korurken sistemimizin ayarlanabilirliğini gösteriyoruz,” diyor. Bu, farklı kontraseptif ihtiyaçlara ve diğer tedavi rejimlerine uyarlanabilir bir sistem sunuyor.

Stabil İlaç Depoları

Ekip, yöntemi sıçanlarda test etti ve ilaç çözeltisinin deri altına enjeksiyonundan sonra oluşturduğu depoların üç ay boyunca stabil kaldığını ve ilacı kademeli olarak saldığını gösterdi. Üç aylık çalışma sonunda depolarda ilacın yaklaşık %85’i hâlâ mevcut kaldı; bu, depoların çok daha uzun süre ilaç salımı yapabileceğini düşündürüyor.

Park, “Ön klinik verilerimizin analizine dayanarak, depoların bir yıldan fazla sürebileceğini öngörüyoruz. Devam eden çalışmalarla bu ilk kavram kanıtının ötesinde etkinliklerini daha fazla doğrulamayı hedefliyoruz,” diyor.

Depolar, oluştuktan sonra yeterince kompakt hale geliyor ve gerekirse cerrahi olarak çıkarılabiliyor; bu, tedavinin ilaç tamamen salınmadan önce durdurulması gerektiğinde avantaj sağlıyor.

Gelecekteki Uygulamalar

Bu yöntem, nöropsikiyatrik durumlar, HIV ve tüberküloz gibi hastalıkların tedavisinde de kullanılabilir. Araştırmacılar şimdi, yöntemin insanlara uygulanabilirliğini değerlendirmek için ileri preklinik çalışmalar yürütüyor ve daha klinik olarak uygun bir deri ortamında kendi kendine birleşmeyi test ediyor. Traverso, “Bu çok basit bir sistem: temel olarak bir çözücü, ilaç ve biraz biyolojik olarak çözünebilir polimer. Şimdi hangi endikasyonları hedefleyeceğimizi düşünüyoruz: Kontrasepsiyon mu? Başka alanlar mı? Bunlar, insanlara yönelik çeviri sürecinde sonraki adımlar olarak değerlendirmeye başladığımız şeyler,” diyor.

Finansman ve Referans

Araştırma, kısmen Gates Vakfı, Karl van Tassel Kariyer Geliştirme Profesörlüğü, MIT Mekanik Mühendisliği Bölümü, Schmidt Bilim İnsanları Doktora Sonrası Bursu, Rhodes Trust, Takeda Bursu, Warren M. Rohsenow Bursu ve Kwangjeong Eğitim Vakfı Bursu tarafından finanse edildi.

Bilimsel Referans:
Vivian R. Feig, Sanghyun Park, Pier Giuseppe Rivano, Jinhee Kim, Benjamin Muller, Ashka Patel, Caroline Dial, Sofia Gonzalez, Hannah Carlisle, Flavia Codreanu, Aaron Lopes, Ayten E. Erdogan, Niora Fabian, Ashley Guevara, Andrew Pettinari, Jason Li, Jia Liang, Gary W. Liu, Mark W. Tibbitt, Giovanni Traverso. Self-aggregating long-acting injectable microcrystals. Nature Chemical Engineering, 2025; 2 (3): 209 DOI: 10.1038/s44286-025-00194-x