开发下一代药物递送技术

概述

药品正在改变。在阿斯利康的实验室里,我们的目标是针对我们发现欧洲杯微信买球的任何新生物学。为了做到这一点,我们正在开发一系列新的方式

这些潜在的新疗法不同于传统的小分子疗法和目前的大分子疗法,后者通常针对细胞表面的目标,或者没有特定的分子靶向策略。因此,我们需要先进的药物递送系统来靶向和控制我们的新分子在组织和细胞中的释放,试图优化它们对患者的潜在益处。

我们的科学家致力于打破我们最有希望的新药候选药物和它们在组织和细胞中的目标之间的障碍。他们正在开发广泛的纳米颗粒*,旨在将我们的新模式递送到以前不可用药的靶点,并精确地控制其在制剂中的释放,使其易于使用和方便患者。他们还在研究让生物药物的口服制剂穿过肠壁的创新方法——这是几代药物设计师都没有做到的。

我们的生物学家正在推进对细胞运输机制的理解,而我们的化学家,数学家和制药科学家正在利用这些见解,以优化我们潜在的新药物的设计,性质,分析,制定和交付。

他们在一起,他们正在开发下一代药物交付技术,在课程中为我们的课程设置,旨在将科学进步翻译为患者临床益处的临床益处。

*纳米粒子是至少一维小于100nm的微观粒子

01.

介绍

从药物发现的最初阶段到临床试验,我们专注于以适合药物和病人的方式,将潜在的新药递送到它们的目标。

我们的药物递送研究重点是四个关键领域:

  • Cell-targeted交付-访问以前认为在特定细胞中不可用药的目标。我们关注的是mRNA在细胞中直接产生治疗的潜在用途,将细胞变成“生物工厂”,生产治疗蛋白、抗原和/或抗体来治疗病变的器官和组织。
  • Tissue-targeted交付- 在其目标中达到药物的治疗浓度,同时最大限度地减少不良副作用。我们正在开发一系列配方和方法,例如纳米颗粒,其具有右侧靶向元素,包括抗体,旨在使耐受性具有减少副作用和增加患者依从性的耐受性和增加的药物
  • 控制释放-减少频繁给药的需要,使治疗更容易,并增强患者的体验。我们正在使用一系列聚合物,二氧化硅和其他小颗粒原位凝胶和液晶配方,延长我们药物的半衰期,并优化他们留在目标的时间
  • 替代管理途径-为了简化生物制剂的使用方式,我们正在努力开发有可能改善患者预后的口服产品。我们的研究旨在保护口服生物制剂在胃和肠道中不受破坏,同时促进它们从肠道吸收到血液中。为了实现这一点,我们正在定制合成肽,使其在胃环境中稳定,能够口服传递

药物递送是在系统和靶部位克服吸收障碍。我们使用大量的分子工程和新颖的传递科学来实现这一点,目的是提高患者的依从性和经验。

Anand Subramony阿斯利康抗体发现和蛋白质工程(ADPE)研发副总裁欧洲杯微信买球

要想有效,药物在正确的时间以正确的浓度到达患者的作用部位是至关重要的。随着我们对疾病的生物学理解的增加,我们寻求使我们发现的每一个靶点都可用药,我们正在开发下一代药物传递技术,将我们最有希望的分子转化为未来的药物。

安妮特•贝克阿斯利康先进药物传递,制药科学,研发主管欧洲杯微信买球

通过推进药物交付科学,我们希望改善患者体验我们药物的方式。通过我们的下一代递送技术,我们的目标是制造更容易使用的药物,需要少频繁给药,更方便 - 使患者能够减少管理其疾病。

肖恩·戴维斯阿斯利康药物传递、生物制药开发、研发主管欧洲杯微信买球

02.

以细胞为目标的传递疗法

高达80%的目标我们正在寻求达到的位于细胞内,他们可以难以访问。通过内部开发的技术和外部合作的平衡方法,我们正在取得取得进展,以解决细胞内靶向治疗的挑战。

我们关注的是mRNA在细胞中直接产生治疗的潜在用途,将细胞变成“生物工厂”,生产治疗蛋白、抗原和/或抗体来治疗病变的器官和组织。

RNA治疗提供了以以前不可能的方式特异性调节细胞通路的潜力。然而,我们需要让RNA分子进入细胞的细胞质。

我们正在研究脂质纳米颗粒(LNPs)作为一种很有前途的载体,用于细胞内mRNA的传递,用于细胞内蛋白质治疗的生产。LNPs有成功递送核酸的记录,也是目前最先进的递送mRNA的方法。因此,在这一研究前沿,它们是作为载体的自然选择。

我们已经表明,在LNP中封装的mRNA可以在细胞内部递送mRNA,并在静脉内,皮下和肺部给药后开始细胞蛋白质产生。我们现在将致力于提高该药物输送系统的疗效和安全性曲线的研究。

在研究LNP的结构和功能的同时,我们还与哥德堡大学的科学家合作,研究LNP如何在细胞内传递mRNA以及如何释放。在最近出版的自然的交流该研究由瑞典哥德堡大学高级药物传递、制药科学、研发部首席科学家、副教授Lennart Lindfors领导。研究表明,当细胞暴露于LNPs时,它们会分泌含有mRNA货物的小泡(外泌体)。此外,在体内研究中,这种外泌体可以将功能性RNA传递到一系列组织中,引发比当前方法更低的炎症反应——这一发现可能为未来以RNA为基础的治疗提供一个有吸引力的替代方案。



我们高效的合作对于我们开发下一代药物递送系统的进展至关重要。我们自己的药物交付专家来自学术界和行业的所有领域 - 被我们多元化,创造性和严谨的研究所吸引,以及他们有助于帮助针对我们揭露患者的任何新的生物学的知识。

安妮特•贝克阿斯利康先进药物传递,制药科学,研发主管欧洲杯微信买球

03.

组织靶向递送以扩大药物靶点

通过将药物精确地靶向递送到需要药物的组织,我们希望达到治疗浓度,同时最大限度地减少在其他部位发生不必要的脱靶活动的可能性,这可能会导致副作用,并防止患者继续接受他们需要的治疗。

使用纳米颗粒将有希望的药物传递到它们的作用位点,有可能帮助我们提高小分子的治疗指数和新模式。将药物与精心挑选的纳米颗粒结合,并将纳米颗粒与靶向配体功能化,有可能改变它们在体内的分布,瞄准目标组织并控制它们的释放——增加它们在病变组织中的浓度相对于健康组织。

在临床前和临床项目中,我们目前专注于一些不同的纳米平台——聚合物纳米颗粒、聚合物偶联物和无机纳米颗粒。

在聚合物纳米颗粒的情况下,药物化合物被封装在聚合物基质中,而在聚合物缀合物中,它们与支链聚合物发生化学连接。我们的目标是尽可能高效地“负载”这些不同类型的纳米颗粒,确保它们的释放速率得到控制,并充分了解影响纳米颗粒性能的关键因素,从而了解它们在体内的影响。

超小(<8nm)二氧化硅颗粒是具有独特生物分布的肾可清除的无机纳米颗粒。纳米粒子可以与药物分子,成像标记和抗体连接,用于靶向感兴趣的组织。在与纪念斯隆克罗南肯特和康奈尔大学合作中,我们已经表明,这些纳米颗粒包含用于成像和检测Her2过表达乳腺癌的成像和检测的工程化抗体片段渗透肿瘤,并在肿瘤组织内显示出大的积累。1

玛丽安阿什福德, Senior Principal Scientist, Pharmaceutical Sciences, R&D, AstraZeneca, explains that we are working to carefully ‘tune’ our nanoparticles so only limited release of their cargo occurs when they are still in the bloodstream and the majority occurs when they reach their target tissue. This requires a deep understanding of both the biology and the chemistry of the interactions between nanoparticles and tissues.

由于纳米颗粒可以延长药物在体内的循环时间,因此确保它们不会被免疫系统视为“外来物”,并在它们有机会释放药物之前被消灭是很重要的。我们的聚合物纳米粒子和聚合物缀合物中都设计了“隐形涂层”,因此它们有可能在免疫雷达下传播。

在接下来的几年里,我们希望增强我们新型纳米颗粒给药系统的靶向性和特异性,并扩展我们的给药途径,时刻牢记潜在的患者利益。

玛丽安阿什福德阿斯利康高级首席科学家,先进药物传递,药学,研发欧洲杯微信买球



与纳米颗粒技术的领导者合作是我们纳米医学方法最初承诺的关键。我们正与Starpharma的DEP合作®英国曼彻斯特大学(University of Manchester)的科学家们正在研究聚合物纳米颗粒的新生产方法,以及增强其到达靶标的特异性的方法。并与东京大学的研究人员合作,利用基于抗体的配体实现细胞特异性纳米颗粒递送到癌细胞2,3

我们正在使用先进的分析表征技术来充分了解我们的纳米颗粒的物理化学性质,并确保我们控制那些影响其体内性能的因素;这对于成功的药物开发和将这些给药系统转化为临床实践是至关重要的。


新的药物传递工具和平台技术有可能在不久的将来改变我们开发药物的方式。除了内部平台和技术外,我们还与外部公司、初创企业和企业家合作,为阿斯利康带来创新,创造一个充满新概念和新想法的蓬勃发展的研发氛围。欧洲杯微信买球

Anand Subramony阿斯利康抗体发现和蛋白质工程(ADPE)研发副总裁欧洲杯微信买球

04.

控释,使治疗更方便患者

许多疗法需要频繁给药以在治疗水平保持药物浓度。通过使用受控释放制剂延长身体内部药物的半衰期,我们的目标是最小化给药频率,使治疗更容易,患者更方便,特别是当注射给出时。

我们正在使用多种技术来精确控制药物在其作用位点的释放,包括PLGA(聚乳酸-乙醇酸)微粒子和纳米颗粒以及植入物,二氧化硅颗粒和原位凝胶配方和液晶。

将药物放入PLGA粒子中,可以根据粒子的扩散和降解特性控制其释放。PLGA植入物更大(直径可达1毫米),通常注射到皮下,其工作原理相同——缓慢释放内容物,随着时间推移而降解。

在临床前研究中,我们已经表明,使用PGLA纳米粒子作为抗癌药物的载体增加它们的抗肿瘤活性,减少了它们的副作用,并提出每周治疗可以转化为每月治疗。4.

“这些效果可能是由于循环时间增加的组合和肿瘤中药物的生物分布增加,随后在当地持续释放,”普明·特里,高级科学家,生物制药开发,R&D,Astazeneca。欧洲杯微信买球

2019年,我们成为第一家在国际空间站生产纳米颗粒的制药公司。我们想要测试微重力对诸如沉降和对流等扰动的影响。通过这种方式,我们希望加深对这些颗粒在药物靶向和控释方面的最佳理化性质和其他性质的了解。


基于硅颗粒的缓释,虽然还处于早期发展阶段,但是另一个有吸引力的选择,特别是对生物分子,因为人体可以耐受在组织和液体中广泛发现的天然硅。

“生物制剂对环境的变化很敏感,如果暴露在恶劣的化学物质或溶剂中就会分解。相比之下,硅颗粒是通过水基工艺产生的,我们可以改变它们的大小和形状,以适应生物分子。我们已经在临床前实验中证明了,在单次注射后,抗体从二氧化硅颗粒中可控释放长达两个月5.解释说:“医学院毕业。

完成我们的下一代受控释放技术组合是原位化合物的凝胶和液晶配方。它们的设计初衷是在接触体液时将液体转化为凝胶或晶体。作为药物载体,这些液体制剂很容易在室温下注射,在它们转化为固体形式后,它们以可控和局部的方式逐渐释放其内容物。

随着我们的进步,我们正在积极应对确保这些新制剂的药物稳定性和控释一致性的挑战,以便这些创新方法的优势可以为患者充分实现。


05.

替代给药途径——将口服生物制剂从概念变为现实

自20世纪20年代胰岛素问世以来,口服生物制剂的开发一直是药学科学家的“圣杯”。可以理解,许多病人更喜欢口服制剂而不是注射。现在,通过药物设计和防护涂层的结合,以及瞬态渗透增强剂(TPEs)的引入,口服生物制剂有可能成为现实。

TPE瞬间增加肠上皮细胞膜的流动性,以打开细胞之间的紧密连接,使大分子可以通过。为此,需要用活性大分子配制TPE,这使得药物难以制造,特别是在大规模上。为了解决这个问题,我们正在炼制我们的生产过程中,以便在可接受的患者的平板电脑中进行大规模制造口腔生物学。

“我们正在设计我们的生物学,以增加胃肠酶存在的稳定性,并将保护涂层添加到制剂中,该涂层仅在小肠的碱性环境中分解以释放药物货物。通过用TPE共同配制这些口腔生物制剂,我们可以调节肠道的渗透性以允许有效吸收。“主科学家说,奈杰尔戴维斯,先进的药物交付,研发,阿斯塔安大哥。欧洲杯微信买球

为了进一步改善口头交付生物制剂,通过与我们的合作,相当大的努力,通过与我们的合作设计由乌普萨拉大学领导的瑞典药物交付论坛,我们正在寻找进一步提高大分子的口服生物利用度的方法,并降低吸收的可变性。

我们还与德国格莱夫斯瓦尔德大学(University of Greifswald)的科学家合作,探索更“破坏性”的技术,使口服生物制剂更有效,并使更广泛的人群在未来受益于改进的药物。


考虑到我们的身体在分解这类分子方面是如此熟练,口服生物制剂真的不应该起作用,所以看到我们取得令人鼓舞的结果是非常令人兴奋的。这只能通过一个综合的方法,包括分子设计和剂量配方设计。

肖恩·戴维斯阿斯利康药物传递、生物制药开发、研发主管欧洲杯微信买球


参考

陈等人。自然通信(2018)9:4141

2.弗洛琳斯S等人。BioMacromoLecules(2016)17(5):1818-1833

3.陈森等。新材料科学技术(2017)18(1):666-680

4.Tyagi et al。J Pharm Sci 2019

5.Tyagi et al。药物传递和转化研究2017