NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale

AlgiPharma utvikler nye alginatoligomerbaserte behandlinger for luftveissykdom og infeksjon. Slimhinnen som dekker overflaten av luftveiene og tarmen representerer en formidabel hindring for gjennomføringen av mange typer terapeutiske legemidler. For innåndede- og oralt administrerte legemidler representerer slimhinnebarrierene i lungene og tarmkanalen en signifikant hindring, forhindrer medikamentadsorpsjon og etterfølgende redusert tilgjengelighet av legemidlet til de relevante vevene. I mange kroniske respiratoriske sykdommer, som kronisk obstruktiv lungesykdom og cystisk fibrose, gir produksjonen av høyviskøst slim en ytterligere utfordring når man prøver å levere medisiner, inkludert antibiotika over denne slimhinnen. Den underliggende ideen for dette prosjektet er å bruke alginatoligomerer for å øke leveransen av legemidler over disse slimhinnene. Ved å bruke alginatoligomerer for å forbedre transporten av medisiner og antibiotika gjennom mukosalbarrieren, vil også mange av utfordringene knyttet til antibiotikaresistens og toksisitet behandles. Dette kan ha en betydelig innvirkning på behandlingen av smittsomme sykdommer, redusere antibiotisk toksisitet og potensielt bremse utviklingen av antimikrobiell resistens. Foreløpige data antyder at alginatoligomerer er i stand til å forbedre bevegelsen av nanopartikulær terapi gjennom mucosalbarrieren. Vi jobber nå med å teste teknologien med forskjellige legemiddelklasser. I MucosAlg-prosjektet har vi testet flere forskjellige kombinasjoner av alginater og legemidler, både som ko-formuleringer og der legemidlene er direkte konjugert på alginatoligomerene. En serie antimikrobielle legemidler ble konjugert til ryggraden i alginater og testet mot stammer av bakterier og sopp. Dette arbeidet resulterte i to patenter og en publikasjon, og arbeidet videreføres i TARRGET-prosjektet med mange av de samme partnerne. Alginater har også blitt brukt til å øke transporten av småmolekylære legemidler som antibiotika og cystisk fibrose transmembrane conductance regulator (CFTR) legemidler gjennom slimbarriene. Antibiotika hindres rutinemessig av slim, og på toppen av det danner bakterier ofte biofilm i slimet som presenterer en ekstra barriere for medikamentlevering. Disse eksperimentene med antibiotika resulterte i én publikasjon. Nanopartikler som ikke injiseres (inhaleres) må passere gjennom en slimbarriere for å komme inn i kroppen. Når nanopartikler har passert gjennom slimet, må de også gjennomgå endocytose for å komme inn i cellen, og det har vært vanskelig å optimalisere disse to egenskapene. Flere inhalerte nanopartikkelprodukter har mislyktes i kliniske studier på grunn av lav effekt. Vi har vist at nanopartikler belagt med alginater mye lettere tas opp av celler dekket av et slimhinnelag og dermed har økt opptak med mer enn 10 ganger. Ulike nanopartikler består av ulike komponenter og AlgiPharma og partnere har utforsket mange ulike typer partikler i MucosAlg-prosjektet. Vi tar sikte på å bruke disse resultatene til å generere ut-lisensierbare avtaler med farmasøytiske selskaper.

The project has led to several new discoveries which have so far been presented in scientific articles, on scientific conferences and patented. New knowledge and know-how has been generated by all project partners and collaborators, especially in the field of nanoaparticle-based medicine. The economic and societal outcomes are still being worked on as it requires a large investment to take these discoveries and turn them into medicine.

AlgiPharma together with its research partners are developing new alginate oligomer based treatments for respiratory disease, infections and wound healing. The project consortium already working with AlgiPharma have identified the potential for an exciting range of new applications for the alginate oligomer technology in drug delivery. The main objective of the project is to develop this potential to enhance the delivery of therapeutics across the mucus barrier. For inhaled and orally-administered drugs this mucosal barrier in the lungs and the intestinal tract represents a significant impediment, preventing drug adsorption and subsequent reduced availability of the drug to its target tissue. In many chronic respiratory diseases, such as chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and cystic fibrosis (CF), the production of highly viscous mucus presents a further challenge when trying to deliver drugs across this mucus barrier. This affects both the inhaled and oral administration routes. Using alginate oligomers to improve the transport of drugs through the mucus layer, combined with their ability to potentiate the effectiveness of antibiotics, will also address many of the problems associated with drug resistance and toxicity. This could have a significant impact on the treatment of infectious diseases, reducing antibiotic toxicity and indirectly slowing the acquisition of antimicrobial resistance.