Mantenere i livelli di glicemia il più vicino possibile alla norma è importante per le persone con diabete di tipo 2, in quanto riduce il rischio di complicanze gravi. Tuttavia, nonostante un lungo elenco di opzioni di trattamento, i pazienti hanno ancora problemi con il controllo del glucosio, soprattutto quando si eseguono dosi specifiche per i pasti. I trattamenti che riducono le iniezioni sono visti come un modo per superare questo problema. Ora, in una relazione, gli scienziati descrivono una nuova iniezione di biopolimeri che potrebbe potenzialmente sostituire i colpi di insulina giornalieri o settimanali con uno che deve essere somministrato solo una o due volte al mese.
Il diabete non trattato provoca alti livelli di zucchero nel sangue o glucosio, che a lungo termine possono portare a cecità, malattie renali, malattie cardiache, ictus e amputazione degli arti inferiori.
Il diabete sorge a causa di un problema con l’insulina, che è un ormone prodotto nel pancreas e che aiuta le cellule ad assorbire il glucosio in modo che possano usarlo per produrre energia.
Nel diabete di tipo 1, il corpo non produce abbastanza insulina, mentre nel diabete di tipo 2 – che rappresenta il 90-95% dei casi di diabete – non può usarlo correttamente.
Sebbene l’incidenza del diabete di nuova diagnosi stia iniziando a calare negli Stati Uniti, è ancora un grosso problema di salute pubblica che colpisce più di 29 milioni di persone.
Nel 2013, i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie (CDC) hanno suggerito che il diabete era la settima causa di morte negli Stati Uniti e che oltre un quinto dei costi sanitari del paese è destinato a persone con diagnosi di diabete.
Nel loro studio, gli ingegneri biomedici della Duke University di Durham, NC, spiegano che “nonostante la lunga lista di opzioni di trattamento,” quasi la metà dei casi di diabete di tipo 2 negli Stati Uniti “non sono gestiti correttamente”.
I ricercatori suggeriscono che una ragione per un così alto tasso di insuccesso nella gestione del diabete di tipo 2 è che i pazienti lottano per mantenere i regimi di trattamento, specialmente quando sono tenuti a trattare frequentemente dosi complicate specifiche del pasto.
Un altro motivo che danno è che molti dei trattamenti ampiamente usati portano effetti collaterali indesiderati, come l’aumento del rischio di ipoglicemia, noto come ipoglicemia o aumento di peso.
Il rilascio controllato controllato è una sfida
Dal punto di vista dello sviluppo di un farmaco, una delle maggiori sfide nel trattamento del diabete è che le richieste di insulina nel corpo cambiano continuamente.
Per affrontare questa sfida, ora ci sono trattamenti per il diabete di tipo 2 che utilizzano una nuova classe di farmaci chiamati agonisti del recettore del peptide-1 (GLP1) glucagone-like. Questi farmaci utilizzano GLP1, una molecola di segnalazione, per innescare il rilascio di insulina nel pancreas.
Poiché il GLP1 non dura a lungo nel corpo, gli sviluppatori di farmaci hanno usato vari modi per estendere la sua emivita – come fondere con vari composti sintetici e biologici. Questi tentativi sono riusciti ad estendere la vita attiva della droga nel corpo umano fino a una settimana.
Tuttavia, i ricercatori osservano che, nonostante questo miglioramento, finora nessuno dei trattamenti attuali ha risolto il problema dell’efficacia del farmaco gradualmente diminuendo nel tempo.
Il nuovo approccio che i ricercatori del Duca descrivono le micce GLP1 con un biopolimero termosensibile chiamato polipeptide simile all’elastina. Tenuto in una soluzione, il farmaco biopolimerico può essere iniettato nella pelle con un ago normale.
Una volta che si trova nel flusso sanguigno, il calore del corpo fa sì che il biopolimero formi un gel biodegradabile che rilascia il farmaco lentamente e in modo costante, senza i “picchi e avvallamenti” associati ad altre forme di rilascio di GLP1.
L’iniezione di biopolimero è durata tre volte più a lungo di altre
Utilizzando i risultati del lavoro precedente su GLP1 per il controllo del glucosio, il team ha provato diversi disegni molecolari della nuova soluzione di consegna.
Alla fine hanno trovato un disegno del biopolimero in grado di controllare i livelli di glucosio nei topi fino a 10 giorni con una singola iniezione. Questo è stato un grande miglioramento rispetto ai tentativi precedenti, dopo i quali la versione controllata era durata solo per 2 o 3 giorni.
Nei test su scimmie rhesus, il team ha scoperto che la formulazione ottimizzata ha portato a un controllo del glucosio della durata di oltre 14 giorni da una singola iniezione. Inoltre, il farmaco è stato rilasciato ad un tasso costante, senza “picchi e depressioni”, durante l’intero periodo.
L’autore senior Ashutosh Chilkoti, professore di ingegneria biomedica alla Duke, afferma di essere “riuscito a triplicare la durata di questo farmaco a breve durata d’azione per il diabete di tipo 2, sovraperformando altri progetti concorrenti”.
Al momento, i pazienti che usano dulaglutide – il trattamento a rilascio controllato più duraturo per il diabete di tipo 2 – devono farsi l’iniezione una volta alla settimana. I pazienti in trattamento con insulina standard devono iniettarsi da soli almeno due volte al giorno.
Il team ora progetta di testare il biopolimero su altri animali e di indagare su come il sistema immunitario reagisce alle ripetute iniezioni. Vogliono anche scoprire quanto bene si comporta per il rilascio controllato di farmaci in altre aree, come la gestione del dolore.
“La cosa eccitante di questo lavoro è stata la nostra capacità di dimostrare che il farmaco potrebbe durare più di 2 settimane nei primati non umani. Poiché il nostro metabolismo è più lento di scimmie e topi, il trattamento dovrebbe teoricamente durare ancora più a lungo negli esseri umani, quindi la nostra speranza è che questa sarà la prima formulazione bisettimanale o una volta al mese per le persone con diabete di tipo 2 “.
Primo autore Kelli Luginbuhl, Ph.D. studente alla Duke University
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