Una nueva forma de administrar anticuerpos podría facilitar mucho el tratamiento a los pacientes
Los anticuerpos terapéuticos envasados en micropartículas podrían inyectarse con una jeringa estándar, evitando la necesidad de infusiones largas y a menudo incómodas.
Los tratamientos con anticuerpos para el cáncer y otras enfermedades suelen administrarse por vía intravenosa, debido al gran volumen necesario por dosis.
Esto implica que el paciente debe acudir a un hospital para cada tratamiento, donde puede pasar horas recibiendo la infusión.
Los ingenieros del Massachusetts Institute of Technology (MIT) han dado un paso importante hacia la reformulación de anticuerpos para que puedan inyectarse con una jeringa estándar.
Partículas de anticuerpos sólidas
Los investigadores encontraron una manera de crear partículas sólidas de anticuerpos altamente concentrados, suspendidas en una solución.
Estas partículas contienen suficientes anticuerpos como para que solo se necesiten unos 2 mililitros de solución por dosis.
Este avance podría hacer que sea mucho más fácil para los pacientes recibir tratamientos con anticuerpos y podría hacer que el tratamiento sea más accesible para los pacientes que tienen dificultades para ingresar a un hospital, incluidas las personas mayores.
“A medida que la población mundial envejece, hacer que el proceso de tratamiento sea más conveniente y accesible para esas poblaciones es algo que debe abordarse”, dice Talia Zheng, estudiante de posgrado del MIT y autora principal del nuevo estudio.
Patrick Doyle, profesor de Ingeniería Química Robert T. Haslam, es el autor principal del artículo de acceso abierto, publicado en Advanced Materials . Lucas Attia, estudiante de posgrado del MIT, y Janet Teng (promoción 2025) también son autores del estudio.
Anticuerpos altamente concentrados
Los anticuerpos terapéuticos, como el rituximab, que se utiliza para tratar algunos tipos de cáncer, consisten en anticuerpos suspendidos en una solución acuosa.
Además de tratar el cáncer, los anticuerpos también se utilizan para tratar enfermedades infecciosas y trastornos autoinmunes como la artritis reumatoide, la enfermedad inflamatoria intestinal y la esclerosis múltiple.
Debido a que las soluciones de anticuerpos se formulan a bajas concentraciones (de 10 a 30 miligramos de anticuerpo por mililitro de solución), los pacientes necesitan recibir al menos 100 mililitros por dosis, una cantidad excesiva para inyectarla con una jeringa estándar.
Para reducir este volumen al punto de poder inyectarlo, la concentración de anticuerpos debería ser de al menos 300 miligramos por mililitro, pero esto haría que la solución fuera demasiado espesa para inyectarla.
«No se pueden concentrar las formulaciones existentes a estas concentraciones», dice Doyle. «Serán muy viscosas y superarán el umbral de fuerza de lo que se puede inyectar en un paciente».
En el 2023, el laboratorio de Doyle desarrolló una forma de generar formulaciones de anticuerpos altamente concentradas encapsulándolas en partículas de hidrogel .
Sin embargo, este proceso requiere centrifugación, un paso difícil de escalar para la fabricación.
Nuevo estudio- Anticuerpos disueltos
En su nuevo estudio, los investigadores adoptaron un enfoque diferente que les permite crear gotitas suspendidas en una emulsión, similar al aceite y el vinagre.
En este caso, las gotitas que contienen anticuerpos disueltos en una solución acuosa se suspenden en un disolvente orgánico llamado pentanol.
Estas gotitas pueden deshidratarse, dejando una alta concentración de anticuerpos sólidos: aproximadamente 360 miligramos de anticuerpo por mililitro de solución. Estas partículas también contienen una pequeña cantidad de polietilenglicol (PEG), un polímero que ayuda a estabilizarlas.
Una vez que se forman estas partículas sólidas, el solvente orgánico que las rodea se elimina y se reemplaza con una solución acuosa (agua que contiene sales disueltas y una pequeña cantidad de polímero estabilizador), similar a la solución que ahora se usa para infundir anticuerpos terapéuticos.
Este proceso de ensamblaje se puede realizar rápidamente utilizando una configuración microfluídica y no requiere centrifugación, lo que debería permitir ampliarlo mucho más fácilmente utilizando dispositivos de emulsificación que cumplan con las regulaciones GMP (buenas prácticas de fabricación).
“Nuestro primer enfoque fue un poco de fuerza bruta, y cuando estábamos desarrollando este nuevo enfoque, dijimos que tenía que ser simple para que fuera mejor y escalable”, refirió Doyle.
Partículas inyectables
Los investigadores demostraron que podían controlar el tamaño de las partículas (de unos 60 a 200 micrones de diámetro) modificando el caudal de las soluciones que forman las gotas.
Utilizando partículas de 100 micras de diámetro, probaron la inyectabilidad de la solución con un medidor de fuerza mecánica.
Estos estudios demostraron que la fuerza necesaria para empujar el émbolo de una jeringa con la solución de partículas era inferior a 20 newtons.
«Eso es menos de la mitad de la fuerza máxima aceptable que la gente suele intentar alcanzar, por lo que es muy inyectable», dice Zheng.
Con una jeringa de 2 mililitros, un tamaño típico para inyecciones subcutáneas, se pudieron administrar más de 700 miligramos del anticuerpo diana de una sola vez, suficiente para la mayoría de las aplicaciones terapéuticas.
Los investigadores también demostraron que sus formulaciones se mantuvieron estables refrigeradas durante al menos cuatro meses.
Los investigadores planean ahora probar sus partículas de anticuerpos para aplicaciones terapéuticas en modelos animales.
También están trabajando en la ampliación del proceso de fabricación para poder producir suficiente cantidad para realizar pruebas a gran escala.
La investigación fue financiada por el Programa de Oportunidades de Investigación de Pregrado del MIT y el Departamento de Energía de EE. UU.
