Codzienne zastrzyki z dawką insuliny są bolesną rzeczywistością dla wielu chorych na cukrzycę. Może się to zmienić, jeśli badacze z NIPER w Indiach, którzy z powodzeniem przetestowali doustną aplikację tego leku na szczurach, będą zdolni osiągnąć podobne rezultaty w terapii przeznaczonej dla ludzi.
Prawie 350 mln ludzi na całym świecie cierpi na cukrzycę i szacuje się, że liczba ta wzrośnie do ponad 500 mln w roku 2030. Najbardziej rozpowszechnioną formą, cukrzycy jest cukrzyca typu 2, czyli choroba insulinoniezależna – NIDDM (z ang. non insulin dependent diabetes mellitus). Typ 2 często jest wynikiem otyłości i w początkowej fazie nie wymaga stosowania leków. Wystarcza zmiana diety i redukcja nadwagi. Mimo tego blisko jedna czwarta wszystkich pacjentów przyjmuje zastrzyki z insuliny, które są bolesne i wiążą się z ryzykiem zakażenia. Dla koncernów farmaceutycznych to niezwykle cenny rynek. Przeprowadzone kalkulacje wykazały, że roczna sprzedaż insuliny w tabletkach mogłaby się mieścić w granicach od około 8 do 17 miliardów dolarów. Korzyści z insulinowej pigułki są większe, niż tylko prostota aplikacji. Pacjent mógłby przyjąć tabletkę już we wczesnym etapie rozwoju choroby i zmniejszyć tym samym występowanie niektórych z wtórnych powikłań, które mogą prowadzić do ślepoty oraz nieprawidłowego gojenia się ran, a w rezultacie do amputacji członków.
Pomysły na doustne podawanie insuliny pojawiają się już od 1930 roku, ale do tej pory inżynierowie nie potrafili pokonać kilku trudności. Po pierwsze, insulina to nic innego jak białko, które w momencie kontaktu z enzymami w żołądku ulega szybkiemu zniszczeniu. Po drugie, nawet jeśli insulina przedostałaby się przez żołądek, to jej molekuły są zbyt duże (około 30 razy większe od cząsteczek kwasu acetylosalicylowego – aspiryny), aby mogły zostać wchłonięte do krwiobiegu i regulować poziomu cukru we krwi.
Naukowcy z National Institute of Pharmaceutical Education and Research w Indiach od kilku lat prowadzą badania nad doustnym dostarczaniem insuliny. Pierwsze sukcesy odnieśli w 2012, kiedy opracowali lek [4] w postaci nanocząsteczek z insuliny pokrytych kwasem foliowym, glikolem polietylenowym (z ang. polyethylene glycol, PEG) oraz popularnym ostatnio kopolimerem kwasu mlekowego z kwasem glikolowym – PLGA (z ang. polylactic-co-glycolic acid polylactide-co-glycolide) o szczególnym przebiegu biodegradacji, trwałości i korzystnych właściwościach mechanicznych. Preparat skutecznie kontrolował poziom cukru we krwi u szczurów, jednak zastosowane materiały były zbyt drogie, aby rozważać komercjalizację technologii.
Teraz, w artykule opublikowanym w internetowym wydaniu czasopisma Biomacromolecules badacze przedstawili tańszy i bardziej niezawodny sposób dostarczania insuliny. Pokonali wcześniej wymienione przeszkody poprzez pakowanie związków insuliny do maleńkich woreczków wykonanych z lipidów (tłuszczów) dołączając do nich jednocześnie kwas foliowy (witaminę B9) w celu poprawy jej wchłaniania. Całość została ustabilizowana przez pokrycie powłoką z ujemnie naładowanych cząsteczek kwasu akrylowego (z ang. polyacrylic acid, PAA) oraz dodatnich cząsteczek organicznym polimeru – PAH (z ang. polyallylamine hydrochloride). Lipidy, których użyli są tańsze niż wcześniej stosowane syntetyczne polimery. Służą one do ochrony insuliny przed strawieniem przez enzymy żołądkowe, oraz pomagają lekom przedostać się do jelita cienkiego. Gdy już tam dotrą, komórki nabłonkowe zawierające wyspecjalizowane komórki M (z ang. M cells lub microfold cells) przyciągają je, ze względu na pokrycie kwasem foliowym. Witamina B9 aktywuje mechanizm transportowy, który umożliwia przejście do krwi dużych cząsteczek.
Testy na szczurach wykazały, że lek dostarczany doustnie był tak samo skuteczny jak zastrzyk, mimo różnej ilości leku we krwi. Czas działana zastrzyku wynosił 6-8 godzin, natomiast preparat w tabletce kontrolował poziom cukru we krwi przez ponad 18 godzin. Obecnie, po udanej serii badań na zwierzętach naukowcy chcą zweryfikować skuteczność specyfiku na ochotnikach. Niestety badacze skarżą się, że największym problemem jest dla nich brak pieniędzy i pomocy ze strony rządu. Na szczęście dla chorych, zainteresowanie wykazują duże koncerny farmaceutyczne oraz oddział firmy Google, który niedawno zainwestował 10 milionów dolarów w Rani Therapeutics.
Źródło:
[1] Ashish Kumar Agrawal, Harshad Harde, Kaushik Thanki, Sanyog Jain. Improved Stability and Antidiabetic Potential of Insulin Containing Folic Acid Functionalized Polymer Stabilized Multilayered Liposomes Following Oral Administration. Biomacromolecules, 2013; DOI: 10.1021/bm401580k
[2] http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/bm401580k [31.12.2013]
[3] http://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/bm401580k/suppl_file/bm401580k_si_001.pdf [31.12.2013]
[4] http://www.futuremedicine.com/doi/abs/10.2217/nnm.12.31 [31.12.2013]
[5] http://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/presspacs/2013/acs-presspac-december-18-2013/packaging-insulin-into-a-pill-friendly-form-for-diabetes-treatment.html [31.12.2013]
[6] Pills by Jamie (Jamiesrabbits), flickr.com, CC BY 2.0