Teknologi Hidung Mutakhir Dapat Mengantarkan Era Baru Kedokteran


19 Juni 2023 – Hidung seperti gua – berputar, berputar, tidak ada dua yang persis sama. Tetapi jika Anda melewati lubang hidung siapa pun, Anda akan menemukan ruang yang sangat luas.

“Ukuran rongga hidungnya hampir sama dengan saputangan besar,” kata Hugh Smyth, PhD, seorang profesor farmasi molekuler dan pengiriman obat di University of Texas di Austin.

Melapisi rongga itu secara menyeluruh dengan obat-obatan dapat menghasilkan penyerapan yang cepat dan efisien, menjadikan ruang dalam hidung sebagai target yang menarik untuk penghantaran obat.

“Ini jaringan yang sangat mudah diakses, dan memiliki banyak aliran darah,” kata Smyth. “Kecepatan serangan seringkali bisa secepat suntikan, terkadang bahkan lebih cepat.”

Bukan hal baru untuk mendapatkan obat-obatan melalui hidung Anda. Selama beberapa dekade, kami telah menyemprotkan berbagai semprotan ke dalam lubang hidung kami untuk mengobati penyakit lokal seperti alergi atau infeksi. Bahkan orang dahulu melihat kebijaksanaan di jalur hidung.

Namun baru-baru ini, hidung mendapat perhatian ilmiah sebagai pintu gerbang ke bagian tubuh lainnya – bahkan otak, target yang sangat sulit.

Hasilnya: Suatu hari nanti, terapi menghirup bisa sama rutinnya dengan menelan pil.

Rute hidung cepat, bebas jarum, dan mudah digunakan, dan seringkali membutuhkan dosis yang lebih kecil daripada metode lain, karena obat tidak harus melewati saluran pencernaan, kehilangan potensi selama pencernaan.

Tapi ada tantangan.

Betapa Sulitnya Itu?

Penyemprot hidung jadul, sebagian besar tidak berubah sejak tahun 1800-an, tidak cocok untuk pengiriman hidung dalam. “Teknologinya relatif terbatas karena Anda hanya memiliki satu nosel semprot,” kata Michael Hindle, PhD, profesor farmasi di Virginia Commonwealth University.

Perangkat tradisional ini (mirip dengan penyemprot parfum) tidak secara konsisten mendorong obat-obatan melewati bagian bawah ke tengah di dalam hidung, yang disebut katup hidung – jika memang demikian: Dalam studi Rhinologi tahun 2020, semprotan hidung konvensional hanya mencapai yang pertama ini. segmen hidung, tempat yang kurang ideal untuk mendarat.

Di dalam katup hidung, permukaannya seperti kulit dan tidak menyerap dengan baik. Desainnya yang sempit memperlambat aliran udara, mencegah partikel berpindah ke daerah yang lebih dalam, di mana jaringan vaskular dan keropos seperti paru-paru.

Bahkan jika Anda melampaui hambatan struktural ini, rintangan lain tetap ada.

Hidung Anda dirancang untuk menahan barang masuk. Rambut hidung, silia, lendir, bersin, batuk – semuanya membuat “mendistribusikan obat secara merata ke seluruh rongga hidung menjadi sulit,” kata Smyth. “Semprotan disaring sebelum mencapai zona yang lebih dalam,” berpotensi menetes keluar dari lubang hidung alih-alih terserap.

Masalah rumit adalah bagaimana hidung setiap orang berbeda. Dalam studi tahun 2018, Smyth dan tim peneliti membuat model cetakan 3D dari rongga hidung manusia. Mereka sangat bervariasi. “Rongga hidung sangat berbeda dalam ukuran, panjang, dan geometri internal,” katanya. “Ini membuatnya menantang untuk menargetkan area tertentu.”

Meskipun dengan hati-hati memposisikan nosel semprotan dapat membantu, bahkan sesuatu yang kecil seperti mengendus terlalu keras (menyempitkan lubang hidung) dapat mencegah semprotan mencapai daerah penyerapan yang lebih dalam.

Namun, manfaatnya cukup untuk memaksa para peneliti menemukan jalan masuk.

“Ini benar-benar tantangan pengiriman obat yang telah kami geluti,” kata Hindle. “Ini bukan formulasi baru yang kami dengar. Ini adalah perangkat baru dan metode pengiriman yang mencoba menargetkan daerah hidung yang berbeda.”

Mengirimkan Barang

Di akhir tahun, John Hoekman adalah seorang mahasiswa pascasarjana di program farmasi Universitas Washington, mempelajari pemberian obat melalui hidung. Dalam eksperimennya, ia memperhatikan bahwa obat-obatan didistribusikan secara berbeda, tergantung pada wilayah yang ditargetkan – mengarah ke rongga hidung bagian atas menyebabkan lonjakan penyerapan.

Hasilnya meyakinkan Hoekman untuk mempertaruhkan masa depannya pada pengiriman obat hidung.

Pada tahun 2008, saat masih di sekolah pascasarjana, ia memulai perusahaannya sendiri, yang sekarang dikenal sebagai Impel Pharmaceuticals. Pada tahun 2021, Impel merilis produk pertamanya: Trudhesa, obat semprot hidung untuk migrain. Meskipun obat itu sendiri – dihydroergotamine mesylate – hampir tidak baru, digunakan untuk menghilangkan migrain sejak 1946, biasanya diberikan melalui infus, seringkali di ruang gawat darurat.

Tetapi dengan alat POD Hoekman – kependekan dari pengiriman penciuman yang presisi – obat dapat diberikan oleh pasien, melalui hidung. Ini umumnya berarti pertolongan yang lebih cepat dan lebih dapat diandalkan, dengan efek samping yang lebih sedikit. “Kami dapat menurunkan dosis dan meningkatkan penyerapan secara keseluruhan,” kata Hoekman.

Nosel POD direkayasa untuk menyemprotkan semburan yang lembut dan sempit. Ini digerakkan oleh gas, jadi pasien tidak perlu bernapas dengan cara khusus untuk memastikan persalinan. Obat tersebut dapat masuk melalui katup hidung ke rongga hidung bagian atas.

Perusahaan lain – OptiNose – memiliki metode pengiriman “dua arah” yang mendorong obat, baik bubuk cair atau kering, jauh ke dalam hidung.

“Anda memasukkan nosel ke dalam hidung Anda, dan saat Anda meniup melalui corong, langit-langit lunak Anda menutup,” kata Hindle. Dengan tenggorokan tertutup, “satu-satunya tempat masuknya obat adalah ke satu lubang hidung dan keluar dari lubang hidung lainnya, melapisi kedua sisi saluran hidung.”

Perangkat ini hanya tersedia untuk Onzetra Xsail, bedak untuk migrain. Tetapi aplikasi lain sedang dalam perjalanan.

Pada bulan Mei, OptiNose mengumumkan bahwa FDA sedang meninjau Xhance, yang menggunakan sistem untuk mengarahkan steroid ke sinus. Dalam uji klinis, pasien dengan sinusitis kronis yang mencoba kombo obat-perangkat melihat penurunan kemacetan, nyeri wajah, dan pembengkakan.

Menargetkan Otak

Kedua obat migrain tersebut — Trudhesa dan Onzetra Xsail — diperkirakan menembus rongga hidung bagian atas. Di situlah Anda akan menemukan zona penciuman, selembar neuron yang terhubung ke bola penciuman. Terletak di belakang mata, kedua berkas saraf ini mendeteksi bau.

“Wilayah penciuman hampir seperti pintu belakang ke otak,” kata Hoekman.

Dengan melewati “penghalang darah-otak” (semacam pos pemeriksaan TSA untuk organ yang paling vital), ia menawarkan jalur langsung – satu-satunya jalur langsung, sebenarnya – antara area tubuh yang terbuka dan otak. Artinya dapat mengangkut obat langsung dari rongga hidung ke sistem saraf pusat.

Perawatan hidung-ke-otak bisa mengubah permainan untuk gangguan sistem saraf pusat, seperti penyakit Parkinson, Alzheimer, atau kecemasan.

Tetapi mencapai zona penciuman sangat sulit. Pembuluh darah di hidung Anda seperti jalan tol besar, dan saluran penciuman seperti gang samping, jelas Hoekman. “Ini sangat membatasi dalam hal apa yang memungkinkannya lewat.” Daerah ini juga kecil, menempati hanya 3% sampai 10% dari luas permukaan rongga hidung.

Sekali lagi, POD berarti “pengiriman penciuman yang presisi.” Tetapi perangkat tersebut tidak terlalu berfokus pada laser di wilayah tersebut seperti yang tersirat dari namanya. “Kami tidak berada pada tahap di mana kami dapat mengirimkan secara eksklusif ke satu situs target secara langsung,” kata Hindle.

Saat menuju ke zona penciuman, sebagian obat akan diserap oleh daerah lain, kemudian diedarkan ke seluruh tubuh.

“Sekitar 59% obat yang kita masukkan ke rongga hidung bagian atas diserap ke dalam aliran darah,” kata Hoekman.

Janssen Pharmaceuticals ‘Spravato – semprotan hidung untuk depresi yang resistan terhadap pengobatan – diperkirakan bekerja dengan cara yang sama: Beberapa langsung masuk ke otak melalui saraf penciuman, sementara sisanya mengambil rute yang lebih memutar, melewati pembuluh darah untuk beredar di sistem Anda. .

Opsi Tanpa Jarum

Terkadang, aliran darah menjadi target utama. Karena bagian tengah dan atas hidung sangat vaskular, obat-obatan dapat diserap dengan cepat.

Ini sangat berharga untuk kondisi yang sensitif terhadap waktu. “Jika Anda memberikan sesuatu secara sengau, Anda dapat mencapai puncaknya dalam 15 hingga 30 menit,” kata Hoekman.

Ambil semprotan hidung Narcan, yang memberikan semburan nalokson untuk dengan cepat membalikkan efek overdosis opioid. Atau semprotan hidung Noctiva. Diminum hanya setengah jam sebelum tidur, dapat mencegah seringnya buang air kecil di malam hari.

Ada juga sekelompok semprotan penghenti kejang, yang dikenal sebagai “perawatan penyelamatan”. Satu bekerja dengan melonggarkan ruang antara sel-sel hidung untuk sementara, memungkinkan obat kejang diserap dengan cepat melalui pembuluh.

Akses sistemik ini juga berpotensi untuk obat-obatan yang seharusnya disuntikkan, seperti obat-obatan biologis.

Hal yang sama berlaku untuk vaksin. Jaringan mukosa di dalam rongga hidung menawarkan akses langsung ke sistem limfatik yang melawan infeksi, menjadikan hidung sebagai target utama inokulasi terhadap virus tertentu.

Menghirup Perlindungan Terhadap Virus

Terlepas dari lonjakan minat baru-baru ini, vaksin hidung menghadapi awal yang sulit. Setelah vaksin flu hidung pertama memasuki pasar pada tahun 2001, vaksin itu ditarik karena potensi toksisitas dan laporan Bell’s palsy, sejenis kelumpuhan wajah.

FluMist datang pada tahun 2003 dan telah diganggu oleh masalah sejak saat itu. Karena mengandung virus hidup yang dilemahkan, efek samping seperti flu dapat terjadi. Dan itu tidak selalu berhasil. Selama musim flu 2016-2017, FluMist hanya melindungi 3% anak-anak, mendorong CDC untuk tidak menyarankan rute hidung pada tahun itu.

Mengapa FluMist bisa begitu untung-untungan kurang dipahami. Namun secara umum, hidung dapat menimbulkan tantangan efektivitas. “Hidungnya sangat berotot,” kata Hindle. “Apa pun yang kami setorkan biasanya akan dikirim dalam waktu 15 hingga 20 menit.”

Untuk anak-anak – penggemar berat tidak menggunakan jarum – pilek kronis bisa menjadi masalah. “Anda menyemprotkannya ke hidung, dan mungkin akan keluar lagi melalui ingus mereka,” kata Jay Kolls, MD, seorang profesor kedokteran dan pediatri di Universitas Tulane, yang sedang mengembangkan vaksin pneumonia intranasal.

Meski begitu, vaksin hidung menjadi topik hangat di kalangan peneliti setelah dunia ditutup oleh virus yang menyerang melalui hidung.

“Kami menyadari bahwa vaksin intramuskular efektif untuk mencegah penyakit parah, tetapi tidak begitu efektif untuk mencegah penularan,” kata Michael Diamond, MD, PhD, ahli imunologi di Fakultas Kedokteran Universitas Washington di St. Louis.

Vaksin hidung dapat mengatasi masalah itu dengan menempatkan penghalang kekebalan pada titik masuk, menolak akses ke seluruh tubuh. “Anda menekan infeksi cukup dini sehingga tidak hanya mencegah penyakit,” kata Kolls, “tetapi juga berpotensi mencegah penularan.”

Dan Ya, Vaksin COVID Nasal Sedang Dijalankan

Pada Maret 2020, tim Diamond mulai mengeksplorasi vaksin COVID hidung. Hasil yang menjanjikan pada hewan mendorong perusahaan pengembang vaksin untuk melisensikan teknologi tersebut. Vaksin hidung yang dihasilkan – yang pertama untuk COVID – telah disetujui di India, baik sebagai vaksin primer maupun penguat.

Ini bekerja dengan merangsang masuknya IgA, sejenis antibodi yang ditemukan di saluran hidung, dan produksi sel T memori penduduk, sel kekebalan yang bersiaga tepat di bawah jaringan permukaan di hidung.

Sebaliknya, vaksin yang disuntikkan sebagian besar menghasilkan antibodi IgG, yang berjuang untuk memasuki saluran pernapasan. Hanya sebagian kecil – diperkirakan 1% – biasanya mencapai hidung.

Vaksin hidung juga dapat digunakan bersamaan dengan suntikan. Yang terakhir dapat menggerakkan seluruh tubuh untuk melawan, sementara semprotan hidung dapat menarik perlindungan kekebalan itu ke permukaan mukosa.

Teknologi hidung dapat menghasilkan vaksin yang lebih efektif untuk infeksi seperti tuberkulosis atau malaria, atau bahkan perlindungan terhadap kondisi baru – terkadang mengejutkan.

Dalam studi Nature 2021, vaksin intranasal yang berasal dari fentanyl lebih baik dalam mencegah overdosis daripada vaksin yang disuntikkan. “Melalui beberapa chemistry yang cerdas, obatnya [in the vaccine] bukan fentanil lagi,” kata penulis studi Elizabeth Norton, PhD, asisten profesor mikrobiologi dan imunologi di Fakultas Kedokteran Universitas Tulane. “Tetapi sistem kekebalan masih memiliki respons antibodi terhadapnya.”

Aplikasi baru seperti ini mewakili masa depan pengiriman obat hidung.

“Kami tidak akan berinovasi dalam asma atau COPD. Kami tidak akan berinovasi dalam pengiriman lokal ke hidung,” kata Hindle. “Inovasi hanya akan datang jika kita ingin memperlakukan kondisi baru.”


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *