Οι επιστήμονες της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ στο Νοσοκομείο Brigham and Women’s έχουν σχεδιάσει ένα σπρέι ρινικής χρήσης χωρίς φάρμακα που καλύπτει την εσωτερική επένδυση της μύτης για να προστατεύει από ιογενείς και βακτηριακές αναπνευστικές λοιμώξεις.

Το σπρέι, που έχει διαμορφωθεί χωρίς ενεργά φαρμακευτικά συστατικά, δεν έχει δοκιμαστεί ακόμη σε ανθρώπους, αλλά οι ερευνητές δηλώνουν ότι δημιούργησε μια προστατευτική επικάλυψη που διαρκεί έως και οκτώ ώρες στις ρινικές κοιλότητες των ποντικών που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με αυτό. Αν επιβεβαιωθεί η ασφάλεια και η αποτελεσματικότητα του σπρέι στους ανθρώπους, η ερευνητική ομάδα δήλωσε ότι η προσέγγιση αυτή θα μπορούσε να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στη μείωση των αναπνευστικών παθήσεων και στην προστασία της δημόσιας υγείας από νέες απειλές.

Τα αποτελέσματα δημοσιεύονται στο περιοδικό Advanced Materials.«Η πανδημία COVID μας έδειξε τι μπορούν να κάνουν οι αναπνευστικοί παθογόνοι παράγοντες στην ανθρωπότητα σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Αυτή η απειλή δεν έχει εξαφανιστεί», δήλωσε ο συν-ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Jeffrey Karp, καθηγητής αναισθησιολογίας στο HMS και διακεκριμένος πρόεδρος Αναισθησιολογίας στο Νοσοκομείο Brigham and Women’s, μέλος του ιδρυτικού συστήματος υγειονομικής περίθαλψης Mass General Brigham. «Όχι μόνο έχουμε να αντιμετωπίσουμε τη γρίπη εποχιακά, αλλά τώρα έχουμε και τον COVID».

Κάθε χρόνο, οι λοιμώξεις από γρίπη και COVID-19 προκαλούν χιλιάδες θανάτους και εκατοντάδες χιλιάδες σοβαρές λοιμώξεις, και ακόμη και οι πιο ήπιες λοιμώξεις μπορεί να προκαλέσουν σημαντική δυσφορία, με αποτέλεσμα να χάνεται η εργασία και το  σχολείο.Τα εμβόλια προσφέρουν μια πρώτη γραμμή προστασίας, αλλά κανένα εμβόλιο δεν είναι 100% αποτελεσματικό και οι λοιμώξεις μπορεί να συμβούν.Το σπρέι ρινικής χρήσης μπορεί να αποδειχθεί ότι δεν είναι αλάνθαστο ούτε, καμία άλλη προσέγγιση δεν είναι, αλλά θα μπορούσε να ενισχύσει τα προληπτικά μέτρα.«Χρειαζόμαστε νέους, πρόσθετους τρόπους για να προστατεύσουμε τους εαυτούς μας και να μειώσουμε τη μετάδοση της νόσου», δήλωσε ο Karp.

Ένα τζελ χωρίς φάρμακα ως ρινική ασπίδα

Η μύτη είναι μια προτιμώμενη πύλη εισόδου για πολλούς ιούς και βακτήρια στο σώμα. Οι περισσότερες αναπνευστικές λοιμώξεις, όπως η γρίπη και το COVID, συμβαίνουν αφού κάποιος εισπνεύσει μικροσκοπικά σταγονίδια υγρού που περιέχουν τον παθογόνο παράγοντα. Μόλις εισέλθουν στη μύτη, τα ιογενή ή βακτηριακά σωματίδια μέσα στα σταγονίδια μολύνουν τα κύτταρα που επενδύουν τη ρινική κοιλότητα.

Ο παθογόνος παράγοντας αναπαράγεται και ταξιδεύει περαιτέρω κατά μήκος του αναπνευστικού σωλήνα του μολυσμένου ατόμου, φτάνοντας μερικές φορές στους πνεύμονες, όπου μπορεί να προκαλέσει βρογχίτιδα και πνευμονία. Ο παθογόνος παράγοντας μπορεί επίσης να απελευθερωθεί ξανά στον αέρα όταν ένα μολυσμένο άτομο, είτε το γνωρίζει είτε όχι, φτερνίζεται, βήχει, γελά, τραγουδά ή ακόμη και απλά αναπνέει.

Τα σπρέι ρινικής χρήσης προσφέρουν περιορισμένη προστασία από τους αναπνευστικούς παθογόνους παράγοντες επειδή έχουν έναν μόνο μηχανισμό προστασίας. Είτε εξουδετερώνουν τους παθογόνους παράγοντες είτε μπλοκάρουν την είσοδό τους στα κύτταρα που επενδύουν τη μύτη, και εκτελούν και τις δύο λειτουργίες με περιορισμένη αποτελεσματικότητα.

«Αναπτύξαμε μια φόρμουλα χωρίς φάρμακα για να μπλοκάρουμε τα μικρόβια με τρεις τρόπους, το σπρέι σχηματίζει ένα τζελ που ενισχύει τη σύλληψη των αναπνευστικών σταγονιδίων, ακινητοποιεί τα μικρόβια μπλοκάροντας τη μεταφορά τους στην επένδυση της μύτης και τα εξουδετερώνει αποτελεσματικά, αποτρέποντας τη μόλυνση», δήλωσε ο συν-ανώτερος συγγραφέας Nitin Joshi, βοηθός καθηγητής αναισθησιολογίας στο Νοσοκομείο Brigham and Women’s.

Το σπρέι ρινικής χρήσης, που ονομάζεται Pathogen Capture and Neutralizing Spray (PCANS), αναπτύχθηκε με μη φαρμακευτικά συστατικά που χρησιμοποιούνται ήδη σε εγκεκριμένα σπρέι ρινικής χρήσης ή περιλαμβάνονται στη λίστα GRAS (Generally Recognized as Safe) της FDA.Οι ερευνητές σχεδίασαν τη φόρμουλα και μελέτησαν την ικανότητά της να συλλαμβάνει αναπνευστικά σταγονίδια σε ένα τρισδιάστατο εκτυπωμένο αντίγραφο των ανθρώπινων ρινικών διόδων.

Οι πειραματικές δοκιμές έδειξαν ότι όταν χορηγήθηκε στο μοντέλο ρινικής κοιλότητας, το σπρέι συνέλαβε διπλάσιο αριθμό σταγονιδίων από τη φυσικά παραγόμενη βλέννα, που παράγεται ως μέρος του έμφυτου αμυντικού συστήματος του σώματος.«Το PCANS σχηματίζει ένα τζελ, αυξάνοντας τη μηχανική του αντοχή κατά εκατό φορές, σχηματίζοντας ένα στερεό φράγμα», δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης John Joseph, πρώην μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Νοσοκομείο Brigham and Women’s.Στο τρισδιάστατο μοντέλο της ανθρώπινης ρινικής διόδου, το σπρέι μπλόκαρε και εξουδετέρωσε σχεδόν το 100 τοις εκατό όλων των ιών και βακτηρίων που δοκιμάστηκαν, συμπεριλαμβανομένων της γρίπης, του SARS-CoV-2, του RSV, του αδενοϊού και του Klebsiella pneumonia, όπως έδειξαν οι πειραματικές δοκιμές.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές δοκίμασαν τα προστατευτικά αποτελέσματα του σπρέι κατά μιας στελέχους γρίπης σε ποντίκια. Το σπρέι ενεργοποιήθηκε γρήγορα μετά την χορήγηση στη μύτη και διήρκεσε έως και οκτώ ώρες. Μια μόνο δόση μπορούσε να μπλοκάρει αποτελεσματικά τη μόλυνση από έναν ιό γρίπης σε 25 φορές τη θανατηφόρα δόση του ιού. Αυτό σημαίνει ότι το σπρέι ήταν ικανό να αποτρέψει τη μόλυνση ακόμη και όταν τα ζώα εκτίθενται σε βαριά φορτία του ιού. Σημαντικά, τα επίπεδα του ιού στους πνεύμονες των προετοιμασμένων ζώων μειώθηκαν σχεδόν 100 τοις εκατό, σε σύγκριση με τα μη προετοιμασμένα ζώα.

Τα επίπεδα διαφόρων ανοσοποιητικών και φλεγμονωδών κυττάρων στους πνεύμονες των προστατευμένων ζώων παρέμειναν επίσης φυσιολογικά.«Η ικανότητα της φόρμουλας να αναστέλλει ένα ευρύ φάσμα παθογόνων παραγόντων, συμπεριλαμβανομένου του θανατηφόρου ιού γρίπης PR8, αποδεικνύει την υψηλή της αποτελεσματικότητα», δήλωσε ο συν-ανώτερος συγγραφέας Yohannes Tesfaigzi, καθηγητής Ιατρικής στην Ειδικότητα Αναπνευστικών και Φλεγμονωδών Νοσημάτων στο Νοσοκομείο Brigham and Women’s και στο HMS. «Σε μια αυστηρή μελέτη με ποντίκια, η προφυλακτική θεραπεία με το PCANS έδειξε εξαιρετική αποτελεσματικότητα, με τα θεραπευμένα ποντίκια να παρουσιάζουν πλήρη προστασία, ενώ η μη θεραπευμένη ομάδα δεν παρουσίασε κανένα τέτοιο όφελος».