Diabete: insulina in capsule nuova speranza

Delle dimensioni di un mirtillo, la capsula contiene un piccolo ago fatto di insulina compressa, che viene iniettata dopo che la capsula raggiunge lo stomaco. Nei test sugli animali, i ricercatori hanno dimostrato di poter fornire abbastanza insulina per abbassare la glicemia a livelli paragonabili a quelli prodotti dalle iniezioni somministrate attraverso la pelle. Hanno anche dimostrato che il dispositivo può essere adattato per fornire altri farmaci proteici.

“Siamo davvero fiduciosi che questo nuovo tipo di capsula possa un giorno aiutare i pazienti diabetici e forse chiunque abbia bisogno di terapie che ora possono essere somministrate solo per iniezione o infusione”, afferma Robert Langer, Professore del David H. Koch Institute, membro del MIT Koch Institute for Integrative Cancer Research e uno degli autori senior dello studio.

Anche Giovanni Traverso, assistente Professore al Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School e visiting scientist presso il Dipartimento di ingegneria meccanica del MIT, dove inizia a collaborare come membro della facoltà nel 2019, è anche autore senior dello studio. Il primo autore dell’articolo, che appare nel numero di Science del 7 febbraio, è lo studente laureato del MIT Alex Abramson. Il team di ricerca comprende anche scienziati della società farmaceutica Novo Nordisk.

Auto-orientamento

Diversi anni fa, Traverso, Langer e i loro colleghi hanno sviluppato una pillola ricoperta di molti minuscoli aghi che potrebbe essere usata per iniettare farmaci nel rivestimento dello stomaco o nell’intestino tenue. Per la nuova capsula, i ricercatori hanno cambiato il design per avere un solo ago che consente di evitare di iniettare farmaci all’interno dello stomaco, dove verrebbero scomposti dagli acidi prima di avere effetto.

La punta dell’ago è composta da quasi il 100% di insulina compressa e liofilizzata, utilizzando lo stesso processo utilizzato per formare compresse di medicinali. L’asta dell’ago è costituita da un altro materiale biodegradabile. All’interno della capsula, l’ago è attaccato a una molla compressa che è tenuta in posizione da un disco di zucchero. Quando la capsula viene ingerita, l’acqua nello stomaco dissolve il disco di zucchero, rilasciando la molla e iniettando l’ago nella parete dello stomaco. La parete dello stomaco non ha recettori del dolore, quindi i ricercatori ritengono che i pazienti non sarebbero in grado di sentire l’iniezione. Per garantire che il farmaco venga iniettato nella parete dello stomaco, i ricercatori hanno progettato il loro sistema in modo che, indipendentemente da come la capsula atterri nello stomaco, possa orientarsi in modo che l’ago sia in contatto con il rivestimento dello stomaco.

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I ricercatori hanno tratto ispirazione per la funzione di auto-orientamento da una tartaruga nota come tartaruga leopardo. Questa tartaruga, che si trova in Africa, ha un guscio con una cupola alta e ripida che le permette di raddrizzarsi se rotola sulla schiena. I ricercatori hanno utilizzato la modellazione al computer per trovare una variante di questa forma per la loro capsula che le consente di riorientarsi anche nell’ambiente dinamico dello stomaco. “La cosa importante è che abbiamo l’ago a contatto con il tessuto quando viene iniettata”, dice Abramson. “Inoltre, se una persona dovesse muoversi , il dispositivo non si sposterebbe dal suo orientamento preferito”. Una volta che la punta dell’ago viene iniettata nella parete dello stomaco, l’insulina si dissolve a una velocità che può essere controllata dai ricercatori durante la preparazione della capsula. In questo studio, ci è voluta circa un’ora perché tutta l’insulina fosse completamente rilasciata nel flusso sanguigno.

Più facile per i pazienti con diabete

Nei test sui maiali, i ricercatori hanno dimostrato di poter fornire con successo fino a 300 microgrammi di insulina alle persone con diabete. Più recentemente, sono stati in grado di aumentare la dose a 5 milligrammi, che è paragonabile alla quantità che un paziente con diabete di tipo 1 dovrebbe iniettarsi. Dopo che la capsula ha rilasciato il suo contenuto, può passare innocuamente attraverso il sistema digestivo. I ricercatori non hanno riscontrato effetti negativi dalla capsula, che è composta da polimeri biodegradabili e componenti in acciaio inossidabile.

Maria José Alonso, Professore di biofarmaceutica e tecnologia farmaceutica presso l’Università di Santiago de Compostela in Spagna, descrive la nuova capsula come una “tecnologia radicalmente nuova” che potrebbe giovare a molti pazienti. “Non stiamo parlando di miglioramenti incrementali nell’assorbimento dell’insulina, che è ciò che la maggior parte dei ricercatori nel campo ha fatto finora. Questa è di gran lunga la tecnologia rivoluzionaria più realistica e di impatto divulgata fino ad ora per la somministrazione orale di peptidi“, afferma Alonso, che è stato non coinvolti nella ricerca.

Il team del MIT sta ora continuando a lavorare con Novo Nordisk per sviluppare ulteriormente la tecnologia e ottimizzare il processo di produzione delle capsule. I ricercatori ritengono che questo tipo di somministrazione di farmaci potrebbe essere utile per qualsiasi farmaco proteico che normalmente deve essere iniettato, come gli immunosoppressori usati per trattare l’artrite reumatoide o le malattie infiammatorie intestinali. Può funzionare anche per acidi nucleici come DNA e RNA.

“La nostra motivazione è quella di rendere più facile per i pazienti assumere farmaci, in particolare i farmaci che richiedono un’iniezione”, afferma Traverso. “Quella classica è l’insulina, ma ce ne sono molte altre”.

La ricerca è stata finanziata da Novo Nordisk, dal National Institutes of Health, da una borsa di studio per la ricerca universitaria della National Science Foundation, dal Brigham and Women’s Hospital, da una borsa di studio per la ricerca Viking Olaf Bjork e dal MIT Undergraduate Research Opportunities Program.

Fonte:EurekAlert