Polski sposób na heparynę

Heparyna jest związkiem o silnych właściwościach przeciwzakrzepowych, zwyczajowo wykorzystywanym podczas zabiegów chirurgicznych. Gdy heparyna spełni już swoją rolę, często konieczne jest jej usunięcie z krwiobiegu pacjenta. W tym celu rutynowo stosuje się protaminę - białko wiążące się z heparyną i hamujące jej działanie. Podanie protaminy obarczone jest jednak istotnym ryzykiem wystąpienia poważnych działań niepożądanych, takich jak reakcje alergiczne (dochodzi do nich u ponad 10 proc. pacjentów), zaburzenia oddychania, nadciśnienie płucne, obrzęki, trombocytopenia i granulocytopenia.

Polimer do neutralizacji heparyny

Zespół pod kierunkiem dr. Krzysztofa Szczubiałki z Zakładu Chemii Fizycznej Wydziału Chemii UJ zsyntetyzował nowy, bazujący na substancjach pochodzenia naturalnego, materiał polimerowy użyteczny do szybkiej neutralizacji i usuwania heparyny z krwiobiegu. "Otrzymany przez nas polimer, będący pochodną chitozanu, czyli związku uzyskiwanego z pancerzy skorupiaków, może być przygotowany zarówno w postaci preparatu rozpuszczalnego w wodzie, jak i mikrogranulek o średnicy 3-4 mikronów. Mikrogranulki usieciowane są genipiną, czyli nietoksycznym związkiem, pozyskiwanym z owoców gardenii jaśminowatej" - mówi dr Krzysztof Szczubiałka.

Wprowadzenie roztworu polimeru do osocza zawierającego heparynę prowadzi do kompleksowania heparyny, a tym samym do jej neutralizacji. Działanie to jest analogiczne do tego, które wykazuje siarczan protaminy. Wydaje się zatem, że zsyntetyzowany przez krakowskich chemików materiał mógłby być stosowany jako preparat podawany dożylnie, działający równie efektywnie jak siarczan protaminy, ale pozbawiony jej istotnych wad. Ponadto wykazano, że agregaty powstałe w wyniku kompleksowania heparyny i nowego polimeru są dużo mniejsze niż te, które z heparyną tworzy protamina, co powinno być dodatkową korzyścią w warunkach terapeutycznych.

Naukowcy wiążą duże nadzieje z możliwością przygotowania polimeru w postaci mikrogranulek, mających unikatową zdolność do wychwytywania z otoczenia cząsteczek heparyny poprzez ich adsorpcję. "Opracowanie mikrosfer chitozanowych otwiera niedostępną dotychczas drogę usuwania heparyny w warunkach krążenia pozaustrojowego, tuż przed powrotem krwi do krwiobiegu pacjenta. Co ważne, mikrogranulki z zaadsorbowaną na ich powierzchni heparyną można odwirować, odzyskać heparynę i w ten sposób łatwo je zregenerować" - wyjaśnia dr Szczubiałka.

W eksperymentach laboratoryjnych uczeni wykazali, że stworzone przez nich mikrosfery potrafią w krótkim czasie, w fizjologicznym pH wydajnie obniżyć stężenie heparyny w jej roztworze oraz w heparynizowanym osoczu. Wyniki doświadczeń opublikowali w prestiżowym czasopiśmie naukowym Biomacromolecules (2008, 9: 3127-3132), a artykuł ten został wyróżniony przez Amerykańskie Towarzystwo Chemiczne (ACS).

Poszukiwania partnera biznesowego

Obecnie w Katedrze Farmakologii Collegium Medicum UJ rozpoczęto badania na zwierzętach laboratoryjnych, mające na celu potwierdzenie skuteczności rozpuszczalnej formy polimeru in vivo. W niezależnych doświadczeniach naukowcy sprawdzają zdolność mikrosfer chitozanowych do selektywnej adsorpcji heparyny o różnych masach cząsteczkowych, tj. heparyny frakcjonowanej i niefrakcjonowanej. Wynalazek został już opatentowany, a wniosek działającego przy UJ Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu (CITTRU) o rozszerzenie ochrony patentowej na Europę i USA uzyskał niedawno finansowanie z funduszy unijnych. Teraz trwają poszukiwania partnera biznesowego zainteresowanego komercjalizacją produktu opartego na otrzymanych materiałach.

"Otrzymany przez nas biomateriał może stanowić alternatywę dla siarczanu protaminy zarówno ze względów medycznych, jak i ekonomicznych. Został on uzyskany z polimeru pochodzenia naturalnego, nietoksycznego i biodegradowalnego, przy użyciu tanich reagentów. Opracowane procedury jego syntezy są relatywnie łatwe i dają dobrze powtarzalne wyniki" - podkreśla dr Krzysztof Szczubiałka.


Wyróżniony zespół
Polimer do neutralizacji i usuwania heparyny z krwiobiegu opracował zespół naukowców w składzie:
- dr Krzysztof Szczubiałka, adiunkt w Zakładzie Chemii Fizycznej Wydziału Chemii UJ;
- prof. Maria Nowakowska, kierownik Zespołu Nanotechnologii Polimerów i Biomateriałów, kierownik Zakładu Chemii Fizycznej Wydziału Chemii UJ;
- mgr Karolina Zazakowny, doktorantka;
- Kamil Krzysztof Kamiński, magistrant.

Więcej o pracach badawczych wyróżnionego zespołu dowiesz się ze strony www.neutralizacja-heparyny.pl