Trögt ska bli mer lättflytande

Antikroppsbaserade läkemedel blir ofta för trögflytande för att kunna injiceras vid höga koncentrationer. Kemi- och fysikforskare i Lund har hittat orsaken. Det är viktig kunskap för att kunna göra de lättare att injicera.

Antikroppsbaserade läkemedel används idag för att behandla cancer, autoimmuna sjukdomar och inflammatoriska tillstånd. För att kunna ges som en enkel spruta under huden måste de koncentreras, dem effekten att de då blir för  tjocka för att hantera. Detta påverkar både tillgänglighet och patientkomfort.

I en ny studie visar forskarna, med hjälp av avancerade datorsimuleringar, att den viskositeten beror på att antikroppar i koncentrerade lösningar bildar kortlivade och starkt laddningsstyrda strukturer. De tillfälliga sammansättningarna får lösningen att ”tjockna”.

– Vi blev överraskade över att modeller som tidigare fungerat för att beskriva strukturen i antikroppslösningar inte kunde förutsäga dynamiken. Det är tydligt att laddningarna spelar en avgörande roll för att förstå de verkliga egenskaperna, säger Fabrizio Camerin, kemiforskare vid Lunds universitet.

Insikterna kommer från ett samarbete mellan  Emanuela Zaccarellis forskargrupp i Rom, CNR-ISC och Sapienza University, och forskargrupperna ledda av Anna Stradner och Peter Schurtenberger vid Avdelningen för fysikalisk kemi vid Lunds universitet.

Till skillnad från förenklade modeller visar studien att man måste ta hänsyn till både den komplexa laddningsfördelningen hos antikropparna och de omgivande jonerna i lösningen för att korrekt kunna återskapa de experimentella resultaten.

Resultaten öppnar för nya sätt att redan i datorn förutsäga hur olika antikroppar kommer att bete sig vid hög koncentration. Detta kan ge läkemedelsutvecklare värdefull vägledning i att skapa preparat som förblir stabila och lätta att injicera.

– Genom att förstå mekanismen bakom trögflytande antikroppslösningar kan vi bidra till bättre behandlingsstrategier och ökad livskvalitet för patienter, säger Fabrizio Camerin.

Studien publiceras i den vetenskapliga tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS: ”Electrostatics and viscosity are strongly linked in concentrated antibody solutions”

Projektet har också haft stor nytta av forskningsprogrammet ”Antibodies in Solution Research Program” vid LINXS Institute of Advanced Neutron and X-ray Science.