La somministrazione polmonare di farmaci proteici o vaccini sotto forma di polveri per inalazione rappresenta un’alternativa alla classica via iniettiva. La tecnologia scaturisce dal progetto Pulmomed (www.pulmomed.eu). Proteine con un elevato grado di purezza sono state espresse attraverso un processo di fermentazione controllato. Microparticelle respirabili contenenti le proteine in forma stabile sono state preparate tramite essiccamento a spruzzo bilanciando i componenti della formulazione con le condizioni di essiccamento. Le polveri ottenute possono essere somministrate per via inalatoria utilizzando un dispositivo portatile per polveri secche.
Capsula riempita con la polvere contenente alfa-1 antitripsina e inalatore
La somministrazione polmonare di proteine attraverso inalatori per polveri secche sta diventando sempre piu’ attrattiva. Nelle patologie polmonari croniche degenerative, come l’asma severo e la BPCO, ma anche nel caso dei vaccini, la somministrazione polmonare di polveri contenenti proteine risolve diversi problemi, tra cui l’eliminazione della componente del dolore e del rischio di infezioni, ma anche della necessità di una catena del freddo per lo stoccaggio e il trasporto. Il prodotto sviluppato è una polvere ottenuta per essiccamento a spruzzo costituita da microparticelle altamente respirabili contenenti una proteina terapeutica ultrapura o un vaccino. Le caratteristiche della polvere sono tali da stabilizzare la proteina e generare particelle con un diametro aerodinamico idoneo al rilascio nella zona più profonda dei polmoni. Un aspetto peculiare del presente prodotto, nel caso specifico dell’applicazione con il vaccino, è l’ingegnerizzazione della composizione della polvere costituita da particelle contenti l’antigene insieme ad un agente di massa e ad un eccipiente tecnologico in grado di migliorare la scorrevolezza, la performance aerodinamica e, allo stesso tempo, potenziare la risposta immunitaria.
Proteine terapeutiche, sono diventate sempre più importanti nell’applicazione clinica. L’efficace somministrazione di questi farmaci attraverso una via non invasiva e gradita dal paziente costituisce una significativa innovazione. Si tratta di molecole difficili da maneggiare, formulare e conservare. L’aspetto innovativo di questa tecnologia integra il settore dell’espressione e purificazione di proteine con la formulazione di polveri. Ciò permette di stabilizzare la proteina in forma solida e attraverso l’ingegnerizzazione delle particelle di massimizzare la deposizione polmonare.
Una tecnologia applicabile alla produzione di microparticelle respirabili per la somministrazione di farmaci proteici è di grande interesse per le industrie farmaceutiche, che si confrontano con lo sviluppo e la commercializzazione di vaccini curativi e preventivi, proteine con attività terapeutica o diagnostica (o entrambe come nel caso delle molecole theranostic) contro patologie localizzate nei polmoni. Questa tecnologia è tuttavia applicabile anche alla produzione, in maniera facile e riproducibile, di polveri contenenti proteine destinate ad essere somministrate per altre vie.
Rappresentazione schematica del processo di produzione della polvere respirabile contenete la proteina
Innovazione nel trattamento di patologie polmonari: deficit di AAT
Il deficit da Alfa-1 Anti Tripsina (AAT) è una condizione ereditaria che porta ad un aumentato rischio di broncopneumopatia cronico ostruttiva (BPCO), enfisema e bronchite cronica. Le persone affette da deficienza di AAT sono esposte ad un significativo rischio di degenerazione della funzione polmonare, che può influenzare la qualità e la stessa aspettativa di vita. L’AAT protegge i tessuti polmonari inibendo l’azione distruttiva dell’enzima elastasi. La funzione fisiologica dell’elastasi è correlata alla digestione dei batteri e di altre particelle estranee nei polmoni. Quando un paziente con deficit da AAT inala sostanze irritanti o sviluppa un’infezione polmonare, l’elastasi neutrofila rilasciata nei polmoni continua ad agire senza controllo, e questo porta alla distruzione del tessuto polmonare sani. Questo processo può causare enfisema, un significativo deterioramento della funzione polmonare ed eventualmente distruzione del tessuto polmonare. Il deficit da AAT può essere curato con un approccio di incremento, somministrando AAT esogena per aumentare i livelli di proteina. L’unico prodotto farmaceutico disponibile attualmente per la somministrazione locale di AAT nei polmoni è una formulazione liquida per nebulizzazione, tecnica che implica una serie di svantaggi.
Chiesi Farmaceutici SpA, Bormioli Pharma srl
Il valore derivato dalla tecnologia sviluppata è in parte correlato all’acquisizione di nozioni per la stabilizzazione di proteine in forma di polvere. La tecnologia per la somministrazione di vaccini sarà protetta da un brevetto.
Foto al SEM delle microparticelle contenenti AAT