foto: Syda Productions/shuttertock.com

Zarówno w Polsce jak i na świecie, naukowcy zastanawiają się, jak sprawić, aby lekarstwa działały lepiej i szybciej. Odpowiedź na to pytanie może tkwić w strukturach amorficznych, dlatego praca nad rozwojem amorficznych farmaceutyków uznawana jest za niezwykle przyszłościowy kierunek w farmacji i medycynie.

Ciała amorficzne, inaczej bezpostaciowe, posiadają pewne właściwości zarówno cieczy, jak i ciał stałych, czego dobrym oraz praktycznym przykładem jest miód. Więcej szczegółów na temat charakteru tych struktur znajduje się tutaj.

Dostępność biologiczna leków

Ogromną zaletą formy amorficznej jest jej wysoka biodostępność. Tak zwana dostępność biologiczna leków determinuje ilość substancji czynnej, która z przyjętej dawki trafia do układu krążenia, a także czas, w jakim zachodzi ten proces. W przypadku środków podawanych dożylnie biodostępność równa jest 100%, jednak przy lekach zażywanych doustnie jest ona znacznie niższa. Ze względu na słabą rozpuszczalność w wodzie wiele cennych substancji leczniczych nie przenika do organizmu w takim stopniu, jaki byłby najbardziej pożądany. Dlatego badania nad strukturami amorficznymi mogą prowadzić do poprawy jakości wielu stosowanych dzisiaj terapii.

Problemy z produkcją leków amorficznych

Istnieją różne metody konwertowania substancji do stanu amorficznego. Do najprostszych należy stopienie formy krystalicznej, a następnie jej szybkie schłodzenie. Dzięki temu zachowane zostają cechy charakterystyczne dla stanu cieczy. W przypadku substancji, których temperatura topnienia bliska jest temperaturze degradacji próbki, należy jednak zastosować inne sposoby. Można na przykład mielić substancję czynną w niskiej temperaturze, co prowadzi do wystarczającej dezorganizacji uporządkowanej struktury wewnętrznej.

Wyzwanie, które stoi przed naukowcami polega jednak nie tyle na produkcji preparatów amorficznych, ile na utrzymaniu ich w tym stanie przez wystarczająco długi czas. Mają one bowiem tendencję do rekrystalizacji, czyli przyjmują z powrotem formę ciał stałych.

Polskie badania nad amorfizacją leków

Zaawansowane prace nad możliwościami wyprodukowania nowych leków amorficznych trwają od kilkunastu lat na Uniwersytecie Śląskim pod kierunkiem prof. zw. dr. hab. Mariana Palucha z Zakładu Biofizyki i Fizyki Molekularnej. Zespół naukowców podjął się znaleźć odpowiedzi na kilka pytań dotyczących zachowań ciał amorficznych.

Na przeszkodzie do wyprodukowania tego rodzaju farmaceutyków stoją kwestie takie, jak stabilność formy amorficznej, warunki przekształceń i wymagany sprzęt, a także zmiana właściwości substancji amorficznych w dłuższym okresie czasu. Takie czynniki będą miały znaczny wpływ na wartość terapeutyczną potencjalnych leków. Wymagają zatem dokładnego zbadania, zanim jakiekolwiek preparaty trafią do pacjentów.

W poszukiwaniu odpowiedzi

Można zakładać, że gdy powyższe wątpliwości zostaną rozstrzygnięte, a naukowcy znajdą sposób na ustabilizowanie struktur amorficznych na okres minimum trzech lat (czyli tyle, ile wynosi zwykle okres przydatności produktu leczniczego od momentu wprowadzenia go do obrotu), wydajność leków ulegnie istotnej poprawie. Świadczą o tym różne badania przeprowadzane w śląskim Zakładzie Biofizyki i Fizyki Molekularnej – na przykład eksperymenty dokonywane w ramach pracy doktorskiej, którą w ubiegłym roku obroniła dr Katarzyna Kołodziejczyk-Jaszczak.

Badania doktorantki prowadzone pod kierunkiem prof. Palucha obejmowały analizę zjawiska rekrystalizacji salolu, tj. salicylanu fenylu oraz sildenafilu znanego bardziej na świecie jako viagra. Chociaż wyniki eksperymentu nie osiągnęły zgodności z teoretycznymi założeniami o stabilności tzw. fazy szklistej, to jednak dowiodły istnienia silnego związku pomiędzy tendencją do rekrystalizacji a dynamiką molekularną układu. Wiele wskazuje na to, że przyczyną utraty stanu amorficznego przez dane substancje jest ruchliwość molekuł.

Droga do wyprodukowania bezpostaciowych lekarstw z pewnością jest jeszcze długa i wymaga wielu podobnych prób. Miejmy jednak nadzieję, że polskim naukowcom uda się już wkrótce znaleźć brakujące odpowiedzi. Z pewnością pierwsze firmy, które przygotują amorficzną ofertę preparatów o słabej dotychczas biodostępności, odniosą poważny sukces na międzynarodowym rynku farmaceutycznym.