STUDIU. Insulina ar putea fi administrată oral la pacienții cu diabet zaharat, printr-o nouă metodă bazată pe nanoparticule
Nanoparticule încărcate cu insulină administrate pe cale orală ar putea înlocui tratamentul injectabil necesar necesar în diabetul zaharat. Cercetările sunt preclinice momentan, însă urmează ca din 2025 să înceapă și studiile care includ oameni.
Insulina este principalul hormon anabolic al organismului, care reglează metabolismul carbohidraților, grăsimilor și proteinelor, promovând absorbția glucozei din sânge în hepatocite, în celulele adipoase și la nivel muscular. Aceasta este critică in reglarea glucozei serice, mai ales postprandial.
Cercetătorii au studiat o altă variantă la administrarea insulinei prin injecții, deoarece acestea pot fi dureroase și incomode, scăzând astfel complianța pacienților. Au fost întâmpinate probleme la trecerea prin bariera epitelială intestinală, urmărindu-se atingerea nivelurilor terapeutice ale insulinei bioactive la nivelul sângelui. Metoda optimă de a rezolva acest lucru a fost dezvoltarea unei nanoparticule care poate proteja insulina de mediul acid gastrointestinal și care îi poate crește captarea și transportul de către celulele epiteliale intestinale. Rezultatele acestui studiu au fost publicate în jurnalul Nanoscale.
Pentru a rezolva această problemă, o echipă interdisciplinară compusă din oameni de știință din cadrul NTU și LKCMedicine au dezvoltat o nanoparticulă încărcată cu insulină în centru, formată apoi din straturi alternative de insulină și chitosan, un polimer natural obținut din chitina extrasă din carapacea dură a multor viețuitoare marine și terestre. Dozarea insulinei poate fi făcută prin controlul numărului straturilor nanoparticulei. Prin stratificarea nanoparticulei încărcate cu insulină, s-a realizat protecția insulinei în timpul tranzitului gastrointestinal, analogii de insulină ajungând în circulația sistemică, fără a mai fi degradată înainte.
“Insulina este administrată în prezent subcutanat cu un ac fin, prin injecții repetate, în funcție de tipul acesteia. Pe lângă durere și lipsa comodității, aceste injecții cresc riscul ca pacienții să nu fie conștienți de un nivel scăzut al glicemiei serice, care poate deveni o problemă fatală la diabetici. LKCMedicine continuă dezvoltarea acestei nanoparticule, cu mai multă muncă preclinică și cu speranța că injecțiile dureroase cu insulină vor fi înlocuite cu o pilulă simplă și cu dimensiuni reduse”, a declarat Yusuf Ali, co-autor și profesor asociat NTU, într-un articol publicat în News Medical.
Nanoparticulele cu insulină orală dezvoltate in cadrul NTU imită îndeaproape calea fiziologică prin care insulina intră în fluxul sanguin, mai ales de la nivel hepatic. Aceste nanoparticule au o dimensiune foarte mică, de aproximativ 200 de nanometri. Insulina administrată este încărcată în centrul nanoparticulei, la nivelul lipozomului. Acesta este apoi acoperit cu 11 straturi alternative de insulina și chitosan cu trei greutăți moleculare diferite. Atunci când nanoparticulele pătrund în mediul acid din stomac, straturile acestora încep să se respingă, ducând la eliberarea lentă a insulinei dinspre exterior spre interior. În ciuda pierderii unei cantități mici de insulină de-a lungul tractului gastrointestinal, nanoparticulele au destule învelișuri astfel încât insulina din straturile rămase intacte și din lipozom să poată trece prin peretele intestinal și să ajungă într-o cantitate suficientă în sânge.
Pentru a stabili eficacitatea insulinei care a ajuns în sânge, cât și stabilitatea și abilitatea nanoparticulelor de a trece prin celulele intestinale, cercetătorii au făcut experimente în laborator, lăsându-le într-o soluție asemănătoare cu mediul acid din stomac. S-a observat că la o oră, 94% din insulina conținută rămâne în interiorul nanoparticulelor.
Testarea nanoparticulelor a fost făcută și pe o linie celulară umană Caco-2, un model larg folosit în determinarea transportului moleculelor prin peretele intestinal. Cercetătorii au descoperit că o cantitate de 3 ori mai mare de insulină a trecut în fluxul sanguin decât în cazul administrării unei soluții care conținea doar insulină.
Ratele absorbției și a eliminării insulinei de la nivelul sângelui au fost studiate prin administrarea orală a nanoparticulelor la șoareci, cu un vârf al concentrației de insulină la 30 de minute și eliminare completă la 4 ore.
“Aceste experimente au arătat că abordarea strat cu strat a limitat expunerea insulinei la mediul gastrointestinal, prevenind astfel degradarea prematură a insulinei. Acum studiem dacă acest vârf apare mai devreme de 30 de minute- un indicator al concordanței insulinei din nanoparticule cu insulina secretată natural în sânge”, a declarat Profesor Yusuf Ali.
Descoperiri ar putea facilita administrarea insulinei în viitor, cu creșterea complianței și cu o eliberare similară cu cea a insulinei naturale, scazând astfel riscul de efecte adverse, cât și gradul de complianță a pacienților cu diabet insulino-dependent.
Citește și:
- ADA recomandă screeningul steatozei hepatice non-alcoolice pentru toți adulții cu diabet zaharat de tip 2
- O nouă abordare terapeutică în diabetul zaharat: transplantul de celule stem gastrice reprogramate în celule producătoare de insulină
- STUDIU. Cancerul, principala cauză de deces în rândul persoanelor cu diabet zaharat de tip 2