Новый гидрогель позволит хранить лекарства вне холодильника на протяжении нескольких недель

Многие медицинские препараты — некоторые виды антибиотиков, иммуноглобулинов, в том числе вакцины — необходимо держать в холоде. Причем это условие должны соблюдать как на этапе производства лекарства, так и во время доставки в больницы, поликлиники и даже после выдачи пациенту.

У такой логистической операции есть свой термин — «холодная цепь». Если кратко, под ней подразумевают особый температурный режим, который необходим на всех этапах работы с лекарством. 

Если «холодную цепь» нарушить, скажем, во время транспортировки или хранения препаратов, химические связи в молекулах действующего вещества могут «разорваться», и, как следствие, лекарство станет непригодным и не принесет никакой пользы пациенту. 

Ученые давно пытаются найти способ, который помог бы сохранить эффективность лекарства на любом из этапов перевозки (хранения) независимо от окружающих условий. То есть позволил бы содержать медицинские препараты вне холодильника. 

Такой способ нашла группа химиков из Великобритании, которая работала под руководством Мэтью Гибсона (Matthew Gibson) из Манчестерского университета. Об этом исследователи рассказали в своей статье, опубликованной в журнале Nature. На разработку нового метода, который может упростить работу с лекарствами на основе белка на всей дистанции «холодной цепи», у ученых ушло почти 15 лет. 

Гибсон и его коллеги создали специальный гидрогель. После смешивания с белками лекарственного средства он превращается в жесткую прозрачную структуру, ее легко можно поместить в шприц. В таком виде белки, которые обычно хранятся в холодильнике при температуре минус 20 градусов Цельсия, способны выдерживать температуру до 50 градусов. В этих условия они не разрушаются, и препараты на основе белков могут сохранять свою эффективность до четырех недель.

Гидрогель приобретает жесткость благодаря особым молекулам, объединенным в длинные цепочки, которые разрываются, если приложить силу. При нажатии на шток-поршень шприца цепочки разрушаются, превращая гель и белковую смесь в жидкость. Остаточный слой гидрогеля слишком твердый и не может попасть в иглу, поэтому из шприца вытесняется только лекарство.

Исследователи уже испытали свой метод с несколькими соединениями, включая бычий инсулин и β-галактозидазу — фермент, обычно используемый для изучения генов в биологии. Ученые отправили по почте коробку со шприцами, наполненными гидрогелем и белками, и обнаружили, что в дороге белки смогли выдержать высокие температуры и тряску. Для некоторых лекарств тряска может привести к «слипанию» молекул, которые выполняют функцию активных веществ, что снижает эффективность препарата.

По мнению авторов научной работы и других специалистов, не принимавших участие в исследовании, новый метод может быть особо полезен в странах, где наблюдаются проблемы с доступам к холодильникам, в частности, из-за высокой стоимости электричества. 

Команда британских химиков собирается запустить гидрогель в промышленное производство. Но прежде ученые планируют опробовать свой способ для хранения и транспортировки семаглутида — лекарственного средства, предназначенного для лечения сахарного диабета второго типа и ожирения. В дальнейшем ученые проведут дополнительные исследования, чтобы начать использовать гидрогель с вакцинами.