Un gruppo di ricerca guidato dal MIT ha sviluppato una capsula che potrebbe essere utilizzata per somministrare dosi orali di insulina, sostituendo potenzialmente le iniezioni che le persone con diabete di tipo 2 devono fare ogni giorno.
Della dimensione 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 che potevano fornire abbastanza insulina per abbassare lo zucchero nel sangue a livelli paragonabili a quelli prodotti da 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 richieda terapie che ora possono essere somministrate solo mediante 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.
Giovanni Traverso, assistente Professore presso il Brigham and Women’s Hospital, Harvard Medical School, e visiting scientist nel Dipartimento di ingegneria meccanica del MIT, dove è iscritto come membro della facoltà nel 2019, è anche autore senior dello studio. Il primo autore del documento, che appare nell’edizione dell’8 febbraio di Science, è il dottorando del MIT Alex Abramson. Il gruppo di ricerca comprende anche scienziati della società farmaceutica Novo Nordisk.
Auto-orientamentoDiversi anni fa Traverso, Langer e i loro colleghi hanno sviluppato una pillola rivestita con molti minuscoli aghi che potevano essere utilizzati per iniettare farmaci nel rivestimento dello stomaco o dell’intestino tenue. Per la nuova capsula, i ricercatori hanno cambiato il disegno in modo da avere un solo ago che evita l’iniezione di farmaci all’interno dello stomaco, dove sarebbero stati analizzati dagli acidi dello stomaco prima di avere alcun effetto.
La punta dell’ago è costituita da quasi il 100% di insulina liofilizzata compressa, realizzato con lo stesso processo utilizzato per formare compresse di medicinale. L’asta dell’ago, che non entra nella parete dello stomaco, è costituita da un altro materiale biodegradabile.
All’interno della capsula, l’ago è attaccato ad una molla compressa che è tenuta in posizione da un disco fatto di zucchero. Quando la capsula viene ingerita, l’acqua nello stomaco scioglie 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 atterra nello stomaco, può orientarsi in modo che l’ago sia in contatto con il rivestimento dello stomaco.
I ricercatori hanno tratto ispirazione per la funzione di auto-orientamento da una tartaruga conosciuta come la tartaruga leopardo. Questa tartaruga, che si trova in Africa, ha una conchiglia con una cupola alta e ripida, che gli consente di raddrizzarsi se rotola sul dorso. I ricercatori hanno utilizzato la modellazione al computer per ottenere una variante di questa forma per la capsula, che consente di riorientare se stessa anche nell’ambiente dinamico dello stomaco.
“Ciò che è importante è che abbiamo l’ago a contatto con il tessuto”, dice Abramson. “Inoltre, comunque una persona dovesse muoversi, il dispositivo non si muoverà dal suo orientamento preferito”.
Vedi anche, I batteri che fermentano le fibre migliorano la salute dei pazienti con diabete di tipo 2.
Una volta iniettata la punta dell’ago nella parete dello stomaco, l’insulina si dissolve a una velocità che è stata controllata dai ricercatori mentre la capsula veniva preparata. In questo studio, occorre circa un’ora perché tutta l’insulina fosse completamente rilasciata nel flusso sanguigno.
Più facile per i pazienti
Nei test sui suini, i ricercatori hanno dimostrato di poter somministrare con successo fino a 300 microgrammi di insulina. 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 2 dovrebbe iniettare.
Dopo che la capsula rilascia il suo contenuto, può passare in modo innocuo attraverso il sistema digestivo. I ricercatori non hanno rilevato effetti avversi dalla capsula che è costituita da componenti biodegradabili in polimero e acciaio inossidabile.
Il team del MIT sta ora continuando a collaborare con Novo Nordisk per sviluppare ulteriormente la tecnologia e ottimizzare il processo di produzione delle capsule. Ritengono che questo tipo di somministrazione di farmaci possa essere utile per qualsiasi farmaco proteico che deve essere normalmente iniettato, come gli immunosoppressori usati per trattare l’artrite reumatoide o la malattia infiammatoria intestinale. Può anche funzionare per acidi nucleici come il DNA e l’RNA.
“La nostra motivazione è quella di rendere più facile per i pazienti assumere farmaci, in particolare i farmaci che richiedono un’iniezione come d esempio, l’insulina”, dice Traverso.
Fonte, Science
