Nova tableta može isporučiti inzulin kroz želudac

[Social_share_button]

Istraživački tim pod vodstvom MIT-a razvio je lijek koji se može koristiti za isporuku oralnih doza inzulina, potencijalno zamjenjujući injekcije koje ljudi s dijabetesom 1-a moraju dati svaki dan.

O veličini borovnice kapsula sadrži malu iglu napravljenu od komprimiranog inzulina, koja se ubrizgava nakon što kapsula dosegne želudac. U ispitivanjima na životinjama, istraživači su pokazali da mogu isporučiti dovoljno inzulina da bi snizili razinu šećera u krvi, usporedivu s onom koju daju injekcije dane kroz kožu. Oni također pokazuju da se uređaj može prilagoditi za isporuku drugih proteinskih lijekova.

"Doista se nadamo da bi se ova nova vrsta kapsule mogla dati infuzijom", kaže Robert Langer, profesor Instituta David H. Koch, član MIT-a. Koch Institute for Integrative Cancer Research i jedan od viših autora studije.

Giovanni Traverso, docent u Brigham i bolnici za žene, Medicinski fakultet Harvard i gostujući znanstvenik na MIT-ovom Odjelu strojarstva, također je viši autor studije. Prvi autor članka, koji se pojavljuje u veljači. 2019 izdanje od Znanost, diplomirani student MIT-a Alex Abramson. Istraživački tim također uključuje znanstvenike iz farmaceutske tvrtke Novo Nordisk.

Self-orijentacije

Prije nekoliko godina, Traverso, Langer i njihovi kolege razvili su veliki broj malih čestica koje bi se mogle koristiti za ubrizgavanje droge u želudac. Za novu kapsulu, istraživači su promijenili dizajn u samo jednu iglu, dopuštajući im da izbjegnu ubrizgavanje lijekova u unutrašnjost želuca, gdje bi se razbili od želučane kiseline prije nego što bi imali bilo kakav učinak.

Vrh igle je načinjen od gotovo 100 postotka komprimiranog, liofiliziranog inzulina, koristeći isti postupak. Šipka igle, koja nije stijenka želuca, izrađena je od drugog biorazgradivog materijala.

Unutar kapsule, igla je pričvršćena na komprimiranu oprugu koja se drži na mjestu pomoću diska od šećera. Kada se kapsula proguta, voda u želucu otapa šećerni disk, oslobađa proljeće i ubrizgava iglu u želučanu stijenku.

Stijenka želuca nema receptore za bol, pa znanstvenici vjeruju da pacijenti ne bi mogli osjetiti injekciju. Kako bi osigurali da se lijek ubrizgava u želučanu stijenku, istraživači su dizajnirali svoj sustav kako bi mogli koristiti kapsulu u želucu, moguće je da je igla u kontaktu s sluznicom želuca.

"Traverso kaže," Čim ga uzmete, želite da se sustav samopokrene kako biste mogli stupiti u kontakt s tkivom ", kaže Traverso.

Istraživači su crpili svoju inspiraciju za osobnu orijentaciju kornjače poznate kao kornjača leoparda. Ova kornjača, koja se nalazi u Africi, ima ljusku s visokom, strmom kupolom, koja joj dopušta da se prevrne. Istraživači su pomoću računalnog modeliranja osmislili varijantu tog oblika za svoju kapsulu, što joj omogućuje da se preorijentira čak iu dinamičnom okruženju želuca.

"Važno je da igla bude u kontaktu s tkivom kada se ubrizga", kaže Abramson. "Također, ako se osoba kreće po želucu da bi režala, uređaj se ne bi pomaknuo iz svoje preferirane orijentacije."

Nakon što se vrh igle ubrizgava u stijenku želuca, inzulin se otapa brzinom koju istraživači mogu kontrolirati dok se kapsula priprema. U ovoj studiji bilo je oko sat vremena da se sav inzulin potpuno oslobodi u krvotok.

Pacijentima je lakše

U ispitivanjima na svinjama, istraživači su pokazali da bi mogli uspješno isporučivati ​​300 mikrograme inzulina. Nedavno su uspjeli povećati dozu na 5 miligrama, što je usporedivo s količinom koju bi pacijent s dijabetesom tipa 1 trebao ubrizgati.

Nakon što kapsula oslobodi svoj sadržaj, može bezopasno proći kroz probavni sustav. Istraživači nisu pronašli nikakve štetne učinke iz kapsule koja je načinjena od biorazgradivih polimera i komponenti od nehrđajućeg čelika.

Maria José Alonso, profesorica biofarmaceutika i farmaceutske tehnologije na Sveučilištu Santiago de Compostela u Španjolskoj, opisuje novu kapsulu kao "radikalno novu tehnologiju" koja bi mogla koristiti mnogim pacijentima.

"Ne govorimo o inkrementalnim poboljšanjima apsorpcije inzulina, što je većina istraživača na ovom području učinila do sada." To je daleko najrealnija i najutjecajnija tehnologija otkrića do sada za oralnu isporuku peptida “, kaže Alonso, koji nije bio uključen u istraživanje.

Tim MIT-a sada nastavlja raditi s tvrtkom Novo Nordisk kako bi dalje razvio tehnologiju i optimizirao proces proizvodnje kapsula. Oni vjeruju da ovaj tip terapije imunosupresiva može biti koristan iz bilo kojeg drugog razloga, kao što je imunosupresivna terapija ili reumatoidni artritis ili upalna bolest crijeva. Također može raditi za nukleinske kiseline kao što su DNA i RNA.

"Naša motivacija je olakšati pacijentima uzimanje lijekova, osobito lijekova koji zahtijevaju injekciju", kaže Traverso. "Klasičan je inzulin, ali postoje i mnogi drugi."

Istraživanje financira Novo Nordisk, Nacionalni institut za zdravlje, Nacionalna zaklada za znanost, diplomski istraživački studij, Bolnica Brigham i žene, stipendija za istraživanje Viking Olaf Bjork, te MIT program preddiplomskih istraživačkih mogućnosti.

Ostali autori rada su Ester Caffarel-Salvador, Minsoo Khang, David Dellal, David Silverstein, Yuan Gao, Morten Revsgaard Frederiksen, Andreas Vegge, Frantisek Hubalek, Jorrit Water, Anders Friderichsen, Johannes Fels, Rikke Kaae Kirk, Cody Cleveland, Joy Collins, Siddhartha Tamang, Alison Hayward, Tomas Landh, Stephen Buckley, Niclas Roxhed i Ulrik Rahbek.

Izvor priče:

Materijali osigurava Massachusetts Institute of Technology, Izvorni autor Anne Trafton. Napomena: Sadržaj se može uređivati ​​za stil i duljinu.