Bezopasni aspirin iz Sibira

Istraživači vjeruju da će mehanokemijska metoda stvaranja kompleksnih molekula lijekova zajedno s njihovim nositeljima (biljnim polisaharidima) doprinijeti razvoju velikog broja jeftinih lijekova ruske proizvodnje. Fotografija: John Lodder

Istraživači vjeruju da će mehanokemijska metoda stvaranja kompleksnih molekula lijekova zajedno s njihovim nositeljima (biljnim polisaharidima) doprinijeti razvoju velikog broja jeftinih lijekova ruske proizvodnje. Fotografija: John Lodder

Pacijenti s bolestima srca i krvnih žila prisiljeni su cijeli život uzimati antitrombotička sredstva kao što je acetilsalicilna kiselina - aspirin. On sprečava sljepljivanje crvenih krvnih zrnaca, ali izuzetno oštećuje sluznicu želučano-crijevnog trakta. Sibirski znanstvenici pronašli su rješenje ovog problema: mehanokemijska metoda stvaranja kompleksnih molekula lijekova.

Pacijenti s bolestima srca i krvnih žila primorani su cijeli život uzimati antitrombotička sredstva kao što je acetilsalicilna kiselina (ASK). Taj preparat, svima poznat kao aspirin, sprečava sljepljivanje crvenih krvnih zrnaca i poboljšava krvotok. Nažalost, dugotrajna upotreba aspirina iritira sluznicu želučano-crijevnog trakta do te mjere da izaziva njenu eroziju pa čak i čireve, drugim riječima ima ulcerogeni efekt. Sam učinak prije svega ovisi od doze aspirina pa se zato kardiolozi trude propisivati lijekove u relativno malim dozama, 75-100 mg dnevno, no opasnost od pojave čireva i dalje postoji. Zato je potrebno pronaći drugi način rješavanja tog problema, primjerice razvojem novog učinkovitog antitrombotičkog sredstva s minimalnim nuspojavama. Stručnjaci s Instituta za kemiju čvrstog stanja i mehanokemiju Sibirskog ogranka Ruske akademije znanosti i Novosibirskog instituta za organsku kemiju (NIOH) "N. N. Vorožcov" SO RAN stvorili su mehanokompleks acetilsalicilne kiseline s polisaharid arabinogalaktanom. Taj kompleks je dva puta učinkovitiji od čiste ASK i pritom ne iritira sluznicu.

Voditelj odsjeka za mehanokemiju organskih spojeva Instituta za kemiju čvrstog stanja i mehanokemiju SO RAN Aleksandar Duškin pojasnio je temelj ovog suvremenog pristupa: "Danas se pri razvoju novih lijekova umjesto traganja za novim aktivnim tvarima češće ide za poboljšanjem farmakoloških svojstva onih koje se već koriste. To se postiže pronalaženjem načina za ciljanu dostavu lijeka u željeno područje u organizmu, i usklađivanjem brzine i vremena djelovanja tog lijeka. S obzirom na to da nije potrebno tragati za novom aktivnom supstancom, istraživanja oduzimaju daleko manje vremena i znatno su jeftinija."


Acetilsalicilna kiselina pod elektronskim mikroskopom: kristalne čestice u obliku kvadra veličine oko 1 mm

Jedan od načina modifikacije lijekova je mehanokemija. Temelj mehanokemije je u tome da se pojačanim mehaničkim djelovanjem kod tvari u krutom stanju mogu izazvati ne samo fizičke već i kemijske promjene, npr. uvećanje njihove topljivosti. Tako se primjerice miješanjem netopive acetilsalicilne kiseline s karbonatima natrija, magnezija i kalcija u mehanokemijskom aktivatoru (kugličnom mlinu) dobiva ultradisperzna mješavina koja se dobro otapa u vodi. Istraživači su u Rusiji registrirali i pokrenuli probnu proizvodnju brzo topivog aspirina koji je učinkovitiji i jeftiniji od poznatih tableta tvrtke Bayer.

Jedan od najučinkovitijih nosilaca molekula lijeka je polisaharid arabinogalaktan - sastojak drveta sibirskog ariša (Larix sibirica) i daurijskog ariša (Larix gmelinii) koji su u Rusiji vrlo rasprostranjeni. Istraživači su uvjereni da će mehanokemijska metoda stvaranja kompleksnih molekula lijekova zajedno s njihovim nositeljima (biljnim polisaharidima) doprinijeti razvoju velikog broja jeftinih lijekova ruske proizvodnje.

No vratimo se ulcerogenim efektima aspirina, odnosno borbi protiv njih. Suradnici NIOH "N. N. Vorožcov" SO RAN pod vodstvom akademika G. A. Tolstikova ustanovili su da molekule lijeka pokazuju mnogo veću farmakološku aktivnost ako su vezani za vodorastvorljive biljne ugljikohidrate: glikozide i polisaharide. Takvo vezivanje omogućuje da se terapijski aktivna doza lijeka smanji za 10-150 puta i da se značajno umanje, a u određenim slučajevima i potpuno izbjegnu nuspojave preparata. Jedan od najučinkovitijih nosilaca molekula lijeka je polisaharid arabinogalaktan - sastojak drveta sibirskog ariša (Larix sibirica) i daurijskog ariša (Larix gmelinii) koji su u Rusiji vrlo rasprostranjeni. Za proizvodnju arabinogalaktana može se koristiti piljevina i otpad industrije celuloze i papira. Prema tvrdnjama istraživača, arabinogalaktan je po svojoj dostupnosti bez premca među prirodnim i biosintetičke polisaharidima.

Kemičari su u kugličnom mlinu izvršili mehanokemijsku obradu mješavine ASK i arabinogalaktana u omjeru 1:10 i 01:20 u trajanju 2-24 sata. Arabinogalaktan se sastoji od sfernih čestica veličine 2-20 mikrometara, a ASK od kristalnih čestica u obliku kvadra veličine oko 1 milimetra. Kao proizvod zajedničkog "mljevenja" dobiveni su supramolekularni kompleksi - amorfni agregati čestica veličine 5-20 mikrometara.

Farmakolozi su te komplekse unijeli u želudac štakora. A kao kontrolna skupina poslužile su životinje koje su dobile čistu acetilsalicilnu kiselinu. Sadržaj ASK u danim kompleksima bio je jednak polovici jedne doze koja se obično daje čovjeku. Tri sata nakon unošenja preparata provjerena je brzina agregacije trombocita u krvi štakora, i ona se značajno smanjila, s tim što je ASK u kompleksima djelovala na stupanj i brzinu agregacije oko dva puta učinkovitije od čiste acetilsalicilne kiseline. Mehanohemijski kompleksi s arabinogalaktanom omogućuju da se doza ASK smanji dva puta.

Radi provjere da li i kompleksi uzrokuju čireve specifične za ASK, jedna doza ASK uvećana je 12 puta, ali nije pronađena nikakav trag oštećenja. Znanstvenici su nakon toga provjerili učinak dugotrajne primjene lijeka na želučano-crijevni trakt.

"Davali smo štakorima preparate u učinkovitim dozama tijekom 30 dana i utvrdili smo da ASK u svojoj uobičajenoj dozi od 50 mg/kg ima ulcerogeni učinak, tj. uzrokuje eroziju i upalu sluznice želuca. No pripremljeni kompleks nije izazvao tako izražene promjene", istaknula je profesorica Tatjana Tolstikova, doktorica bioloških znanosti i voditelj laboratorija za farmakološka istraživanja NIOH "N. N. Vorožcov" SO RAN.

Istraživači su uvjereni da će mehanokemijska metoda stvaranja kompleksnih molekula lijekova zajedno s njihovim nositeljima (biljnim polisaharidima) doprinijeti razvoju velikog broja jeftinih lijekova ruske proizvodnje, između ostalog i bezopasnih antitrombotičkih preparata na bazi acetilsalicilne kiseline.