Suono Bio, co-fondato dall'allievo del MIT Carl Schoellhammer e da due professori del MIT, utilizza le onde ultrasoniche per somministrare farmaci al tratto gastrointestinale, sfruttando la ricerca condotta nei laboratori del MIT nel corso di oltre tre decenni. Credito: iStockphoto, a cura di MIT News
Suono Bio, fondata da due professori del MIT e da un ex allievo, utilizza una tecnologia collaudata per potenziare il trattamento dei disturbi del tratto gastrointestinale.
Può essere difficile portare i farmaci nei siti della malattia lungo il tratto gastrointestinale, che si estende su bocca, esofago, stomaco, intestino tenue e crasso e ano. I trattamenti invasivi possono richiedere ore poiché i pazienti aspettano che quantità adeguate di farmaci vengano assorbite nella giusta posizione. Lo stesso problema sta trattenendo i trattamenti più recenti come le terapie che alterano i geni.
Ora lo spinout del MIT Suono Bio sta portando avanti un nuovo approccio che utilizza gli ultrasuoni per fornire farmaci, inclusi acidi nucleici come DNA e RNA, al tratto gastrointestinale in modo più efficace. L'azienda ritiene che la sua tecnologia possa essere utilizzata per portare un'ampia gamma di molecole terapeutiche nelle aree del corpo che si sono rivelate più difficili da somministrare ai farmaci.
"Gli ultrasuoni sono una tecnologia ben nota che è stata utilizzata per decenni nella clinica", afferma il co-fondatore di Suono e CTO Carl Schoellhammer PhD '15. "Ma ora stiamo facendo qualcosa di veramente unico e nuovo con esso per facilitare la consegna di cose che prima non potevano essere consegnate".
La tecnologia di Suono è il culmine di oltre tre decenni di scoperte fatte nei laboratori del MIT da ricercatori tra cui Schoellhammer e gli altri co-fondatori di Suono Robert Langer, che è il David H. Koch Institute Professor al MIT, e Giovanni Traverso, un assistente professore al MIT . La piattaforma sfrutta un fenomeno in cui gli ultrasuoni creano piccoli getti di liquido che possono essere utilizzati per spingere i farmaci nelle cellule.
Il primo programma di trattamento dell'azienda mira alla colite ulcerosa. La scorsa settimana, Suono ha annunciato un round di finanziamento per far avanzare quel programma e altri nella sua pipeline nelle sperimentazioni cliniche.
Oltre a quel primo programma, i fondatori affermano che la piattaforma potrebbe essere utilizzata per fornire una gamma di molecole, dagli acidi nucleici ai peptidi e alle proteine più grandi, a qualsiasi parte del tratto gastrointestinale. E sebbene la prima iterazione della piattaforma di consegna di Suono sfrutterà i sistemi portatili, i fondatori ritengono che la tecnologia potrebbe un giorno essere contenuta in una pillola ingeribile alimentata a batteria.
"Quel [primo farmaco candidato] è la prova del concetto in cui potremmo potenzialmente risolvere un problema clinico molto urgente e fare molto bene a molti pazienti", afferma Schoellhammer. “Ma poi hai eliminato il rischio dell'intera piattaforma, perché la prova sta applicando gli ultrasuoni su una superficie della mucosa e l'intero tratto gastrointestinale è un'unica grande superficie mucosa. Quindi, tutti i prodotti successivi che realizziamo, anche in altri fattori di forma, si baseranno l'uno sull'altro".
Una scoperta con promesse
Schoellhammer è stato dottorando in ingegneria chimica tra il 2010 e il 2015. Durante quel periodo, è stato co-consulente da Daniel Blankschtein, il professore di ingegneria chimica Herman P. Meissner, e Langer, che ha co-fondato oltre 40 aziende.
Langer e Blankschtein hanno scoperto per la prima volta che le onde ultrasoniche possono essere utilizzate per aiutare i farmaci a passare attraverso la pelle nel 1995. Quando le onde ultrasoniche attraversano un fluido, creano minuscole bolle che, scoppiando, creano forze in grado di fornire farmaci nelle cellule prima che il le droghe si degradano. Quasi due decenni dopo, Schoellhammer e collaboratori del MIT hanno fatto un ulteriore passo avanti in questa scoperta applicando due diversi fasci di onde ultrasoniche sulla pelle contemporaneamente per migliorare ulteriormente le forze di penetrazione cellulare.
A quel tempo, Traverso era un borsista di gastroenterologia presso il Massachusetts General Hospital che completava la parte di ricerca della sua formazione nel laboratorio di Langer. Schoellhammer, Traverso e altri collaboratori hanno deciso di vedere se gli ultrasuoni potessero migliorare la somministrazione di farmaci al tratto gastrointestinale. "Sembrava funzionare così bene sulla pelle che abbiamo capito perché non provare altri punti del corpo", ricorda Schoellhammer.
I farmaci in genere devono essere incapsulati da un rivestimento protettivo per essere somministrati all'organismo senza degradarsi. Per il primo esperimento dei ricercatori, hanno combinato farmaci biologici grezzi e onde ultrasoniche. Con loro sorpresa, i farmaci sono stati assorbiti efficacemente dal tratto gastrointestinale. Il metodo ha funzionato per la consegna di proteine, DNA, RNA e forme di RNA utilizzate nei trattamenti, come mRNA e siRNA.
"Per farla breve, abbiamo appena scoperto che tutto funziona", dice Schoellhammer. “Potremmo fornire un'ampia gamma di classi di farmaci senza formulazione. Il tratto gastrointestinale è progettato per assorbire, ma generalmente assorbe piccole molecole. Qualsiasi cosa più grande, che si tratti di prodotti biologici, proteine, terapie geniche, viene degradata perché allo stesso tempo il tratto gastrointestinale è un ambiente molto inospitale. Ha un pH basso e una ricchezza di proteasi e nucleasi per masticare tutte queste molecole. Quindi, la consegna di questo tipo di composti al tratto gastrointestinale è una specie di Santo Graal".
La svolta ha convinto Schoellhammer che la tecnologia potrebbe un giorno migliorare le opzioni di trattamento per i pazienti, e ha continuato a lavorare con il Deshpande Center for Technological Innovation, a partecipare al MIT $ 100K Entrepreneurship Competition, a ricevere finanziamenti dal fondo di investimento The Engine e ad abbracciare un numero di altre esperienze educative, dice, sono state parte integrante dell'avvio di Suono.
“Sono mentori come Bob, mentori come Gio, essere in grado di prendere lezioni presso la business school del MIT, lavorare con il Technology Licensing Office del MIT e imparare dal loro punto di vista in termini di ciò che stanno cercando per proteggere la tecnologia e coinvolgere l'esterno gruppi, supporto dal Deshpande Center dove abbiamo ottenuto una sovvenzione anticipata; Sono stato anche il destinatario del premio studentesco del programma Lemelson-MIT 2015”, dice Schoellhammer delle cose che hanno aiutato il suo viaggio imprenditoriale. "Senza tutti quei pezzi, Suono non esiste e la tecnologia non esiste per sperare che un giorno arrivi ai pazienti."
Ricerche successive hanno confermato che il metodo di somministrazione degli ultrasuoni potrebbe essere utilizzato per somministrare farmaci ovunque lungo il tratto gastrointestinale. Ha anche mostrato che i farmaci sono stati assorbiti in modo molto più efficiente e hanno avuto effetti più positivi rispetto ai trattamenti che utilizzavano altri metodi di somministrazione.
"L'ampiezza delle molecole che possono essere distribuite è estremamente insolita per una tecnologia di somministrazione di farmaci, quindi è davvero eccitante", afferma Traverso. "Queste osservazioni sono ulteriormente rafforzate dai recuperi che abbiamo visto quando gli ultrasuoni sono stati applicati nei modelli di malattie gastrointestinali".
Arrivare ai pazienti
Suono prevede di iniziare le sperimentazioni cliniche nei prossimi 12-18 mesi. I fondatori ritengono che l'approvazione di un farmaco non solo convaliderà l'efficacia del loro approccio, ma semplificherà gli ostacoli normativi per i farmaci futuri, anche se i trattamenti successivi sembrano molto diversi da quelli che vengono somministrati oggi.
"Gli ultrasuoni possono essere confezionati in molti fattori di forma diversi, quindi potrebbero trovarsi in un sistema che sta facendo un clistere, su un endoscopio o in una pillola", dice Traverso. “L'uso degli ultrasuoni in tutti questi modi apre molte nuove opportunità. Il lavoro ora sta identificando le migliori opportunità dato che si potrebbero fare così tante cose”.
Oltre alle malattie infiammatorie intestinali, Suono sta esplorando trattamenti per molti altri disturbi del tratto gastrointestinale. La piattaforma di somministrazione localizzata potrebbe, ad esempio, rendere i trattamenti di alcuni tumori più precisi ed efficaci.
"Come qualsiasi azienda, dobbiamo riflettere molto sull'indicazione logica del piombo", afferma Schoellhammer. “E quindi, stiamo iniziando prendendo di mira la colite ulcerosa. Ma non è qui che stiamo finendo. Ciò creerà il valore dell'intera piattaforma, che alla fine sarà un giorno sistemi completamente ingeribili per la somministrazione orale di qualsiasi cosa: somministrazione orale di prodotti biologici, somministrazione orale di acidi nucleici. È quella visione a lungo termine su cui ci concentriamo con questo percorso”.
