Принцип «self-administration» в биотехнологиях

Мы живем в удивительное время, когда новые технологические решения появляются на стыке различных наук и кардинально меняют нашу жизнь. Пока в прикладном поле, но не за горами фундаментальные прорывы. Например, в биотехнологиях, где химики, физиологи и инженеры, взяв на вооружение технологии, которые прежде использовались для создания микропроцессоров, смогли создать пул удобных и миниатюрных изделий. Это позволило поменять представление о сложных или неприятных медицинских процедурах, перенеся их функции в безболезненные и несложные девайсы, которые работают по принципу «self-administration».

Суть принципа «self-administration» («самоуправляемости») в медицине означает, что человек сам может применять сложный препарат без дополнительного контроля со стороны специалистов. Уже существуют разработки устройств, которые демонстрируют контролируемое pH-высвобождение гормонов в коже или автоматическое введение инсулина. Все эти ноу-хау связаны тем, что их применение малоинвазивно, безопасно и подразумевает самоконтроль.

К числу таких малоинвазивных технологий, которые позволяют самостоятельно вводить активные вещества, относятся биорастворимые микроиглы. Эту биотехнологическую платформу можно использовать для создания как фармацевтических, так и косметических продуктов.

Начать стоит с косметики, потому что первые девайсы появились именно в этой сфере, и они постепенно набирают популярность за счет своей эффективности и удобства использования. Они прокалывают кожу на большую глубину по сравнению с поверхностными средствами (кремы, маски, гидрогелевые и тканевые патчи) – до уровня базальной мембраны, а затем растворяются в ней вместе с активными компонентами, обеспечивая, таким образом, более эффективный уход. Продуктами на основе этой технологии может воспользоваться любой человек, так как ее применение не требует специальных навыков.

Лидерами данного направления стали японские и корейские компании, однако и у нас появились производители, способные конкурировать в производстве биорастворимых микрогл. В России разработками в этой области занимается компания-резидент «Сколково» «Микронидл Индастриал», которая на контрактной основе предоставляет собственную производственную технологию изготовления биорастворимых микроигл. Одним из ее заказчиков выступает косметический бренд BLÓM, который продвигает в массы микроигольные патчи для проведения малоинвазивной биоревитализации на дому. Кооперация ученных и экспертов beauty-индустрии позволила создать для рынка косметики средство, которое одновременно обеспечивает коже глубокий уход и в тоже время является безболезненным. Эффективно проникая глубже рогового слоя кожи, такие микроиглы наполняют и питают недоступные для поверхностных средств слои дермы. В отличие от инъекций микроиглы не затрагивают нервные окончания и капилляры – ведь они расположены ниже базальной мембраны и аппликатор не позволяет микроиглам проникнуть глубже.

Бесспорно, обычные инъекции обеспечивают более эффективный уход, так как входят в кожу на большую глубину. Но здесь есть ряд существенных минусов. Во-первых, это больно – затрагиваются нервные окончания, повреждаются капилляры, формируются входные раневые отверстия, появляется сукровица, так как эти иглы прокалывают кожу до уровня дермы или подкожно-жировой клетчатки. Во-вторых, после применения инъекционных методик на коже возникает кровяная роса и на восстановление кожи после такой процедуры уходит много времени. В-третьих, при инъекциях даже сам врач не может сказать насколько глубоко он ввел под кожу иглу, а для биохимической коррекции кожи важно проникновение веществ четко до базальной мембраны. Применение биорастворимых микроигл минимизирует подобные издержки за счет контролируемой глубины (аппликатор просто не даст иглам войти глубже положенного) и скорости восстановления кожи после применения. Самостоятельные микроинъекции – это «золотая середина» для тех, кто не может или не хочет подвергаться аппаратным процедурам в специализированных салонах, и в тоже время стремится найти эффективную замену поверхностным средствам.

Применение этой биотехнологической платформы в косметологии – лишь малая часть ее потенциала. Так как биорастворимые микроиглы изначально создавались для медицины и фармацевтики, то и большинство перспективных разработок связаны с этими сферами. Уже сегодня несколько научных центров исследуют их возможности в дерматологии, иммунотерапии. Многие компании-производители микроигл участвуют в этих разработках – это и 3M, Cosmed Pharmaseutical, Clearside Biomedical, NanoPass Technologies, Corium International, Circassia, Radius Health, Zosano и российская «Микронидл Индастриал».

Для медицины биорастворимые микроиглы привлекательны из-за их основного принципа действия – трансдермальной доставки активных веществ (Transdermal drug delivery). Исследователи установили, что при введении вакцин (субъединичных, ДНК-вакцин, живых или инактивированных) в кожу формируется иммунный ответ, который по эффективности не уступает внутримышечным или подкожным инъекциям. Вот только для микроигл дозы таких препаратов существенно меньше, а иммуногенная нагрузка на организм намного ниже. Этим микроиглы выгодно отличаются от традиционных способов инъекции, которые могут провоцировать аллергические реакции и осложнения. К преимуществам нужно добавить еще и то, что вакцины в биорастворимых микроиглах хранятся дольше и транспортируются проще (не требуют специальных консервантов и соблюдения так называемой «холодовой цепи»), их применение простое и безболезненное, снижается риск занесения инфекции, себестоимость производства меньше, а утилизируются они обычным способом.

Благодаря своим качествам микроиглы могут использоваться в вакцинации, бороться с множеством инфекций, в том числе и против COVID-19. Например, ученые медицинского факультета Питтсбургского университета в апреле этого года опубликовали результаты исследований о разработке потенциальной вакцины против SARS-CoV-2, а позднее появились анонсы клинических исследований таких продуктов как Vaxipatch и ImmuPatch. Все эти разработки объединяет то, что для вакцинации они выбрали микроигольную технологию. Чем же обоснован этот выбор?

В ситуации, когда от скорости разработки вакцины и подбора инструмента для массовой вакцинации зависит социально-экономическое благополучие общества, возникает проблема подбора удобного, надежного и безопасного способа формирования коллективного иммунитета, а микроигольные аппликаторы для этого подходят как нельзя лучше. Представьте себе, что для прививки вам не нужно обращаться в больницу, а можно просто получить вакцину по почте и применить ее самостоятельно? Звучит как фантазия, однако такая технология уже есть, она работает, а значит, в скором времени мы сможем испытать ее на себе.