Ci sono circa 425 milioni di persone nel mondo affette da diabete. Di questi, circa 75 milioni si iniettano insulina ogni giorno. Ora potrebbero presto avere una nuova alternativa alle siringhe o alle pompe per insulina. Gli scienziati hanno trovato un nuovo modo per fornire al corpo l’insulina intelligente.
La ricerca è stata pubblicata su Nature Nanotechnology.
Diabete: fornire l”insulina in modo intelligente
La nuova insulina può essere consumata da chi ha una disgnosi di diabete assumendo una capsula o, meglio ancora, all’interno di un pezzetto di cioccolato.
All’interno di questi si trovano minuscoli nano-vettori in cui è incapsulata l’insulina. Le particelle sono 1/10.000 della larghezza di un capello umano e sono così piccole che non è possibile vederle nemmeno con un normale microscopio.
“Questo modo di assumere l’insulina è più preciso perché rilascia rapidamente l’insulina nelle zone del corpo che ne hanno più bisogno. Quando si prende l’insulina con una siringa, questa si diffonde in tutto il corpo dove può causare effetti collaterali indesiderati”, spiega Il professor Peter McCourt presso l’Università Artica della UiT Norvegia, uno dei ricercatori dietro lo studio.
Sono stati i ricercatori dell’Università di Sydney e del distretto sanitario locale di Sydney che, in collaborazione con l’UiT, hanno scoperto molti anni fa che era possibile somministrare medicinali al fegato tramite nanovettori. Il metodo è stato poi ulteriormente sviluppato in Australia e in Europa.
Molti medicinali possono essere assunti per via orale, ma fino ad ora le persone dovevano iniettare insulina nel corpo. McCourt spiega che il problema dell’insulina con nanocarrier è che si decompone nello stomaco e quindi non arriva dove è necessaria nel corpo. Questa è stata una sfida importante nello sviluppo di un farmaco per il diabete che possa essere assunto per via orale.
“Abbiamo creato un rivestimento per proteggere l’insulina dalla degradazione degli acidi dello stomaco e degli enzimi digestivi nel suo percorso attraverso il sistema digestivo, mantenendola al sicuro fino a raggiungere la sua destinazione, vale a dire il fegato”, afferma McCourt, biologo del fegato.
Il rivestimento viene poi scomposto nel fegato da enzimi che sono attivi solo quando i livelli di zucchero nel sangue sono elevati, rilasciando insulina, che può quindi agire nel fegato, nei muscoli e nel grasso per rimuovere lo zucchero dal sangue.
“Ciò significa che quando lo zucchero nel sangue è alto, c’è un rapido rilascio di insulina e, cosa ancora più importante, quando lo zucchero nel sangue è basso, non viene rilasciata insulina”, afferma Nicholas J. Hunt dell’Università di Sydney, che, insieme a Victoria Cogger, guida il progetto.
Spiega che questo è un metodo più pratico e adatto al paziente per gestire il diabete perché riduce notevolmente il rischio che si verifichi un evento di basso livello di zucchero nel sangue, vale a dire l’ipoglicemia, e consente il rilascio controllato di insulina in base alle esigenze del paziente, a differenza delle iniezioni in cui tutta l’insulina viene rilasciata in una sola iniezione.
Il nuovo metodo funziona in modo simile a come funziona l’insulina nelle persone sane. Il pancreas produce insulina, che passa prima attraverso il fegato, dove gran parte di essa viene assorbita e mantiene stabili i livelli di zucchero nel sangue. Nel nuovo metodo con insulina, il nano-carrier rilascia insulina nel fegato, dove può essere assorbita o entrare nel sangue per circolare nel corpo.
“Quando si inietta l’insulina sotto la pelle con una siringa, molta più insulina arriva ai muscoli e ai tessuti adiposi di quanto accadrebbe normalmente se fosse rilasciata dal pancreas, il che può portare all’accumulo di grassi. Può anche portare a ipoglicemia, che può essere potenzialmente pericolosa per le persone con diabete.”
Con il nuovo metodo ci saranno meno effetti collaterali di questo tipo.
Inoltre, non è necessario pungersi con un ago e puoi prendere la medicina di cui hai bisogno in un modo un po’ più discreto. Inoltre, questa forma di insulina non necessita di essere refrigerata.
L’insulina orale è stata testata su nematodi, topi e ratti. E infine, il medicinale è stato ora testato sui babbuini nella National Baboon Colony in Australia.
“Per rendere appetibile l’insulina orale, l’abbiamo incorporata nel cioccolato senza zucchero; questo approccio è stato ben accolto”, afferma Hunt.
Dice che 20 babbuini hanno preso parte a questo studio. Quando hanno ricevuto il medicinale, il loro livello di zucchero nel sangue si è abbassato.
I babbuini erano normali e sani, ma l’insulina orale è stata testata anche su topi e ratti che effettivamente avevano il diabete. I topi e i ratti non hanno avuto eventi di basso livello di zucchero nel sangue (ipoglicemia), aumento di peso o accumulo di grasso nel fegato , superando le sfide attuali con iniettabili e altre insuline orali.
Ciò che resta ora è testare il nuovo metodo sugli esseri umani.
“Le sperimentazioni sugli esseri umani inizieranno nel 2025 guidate dalla società spin-out Endo Axiom Pty Ltd. Le sperimentazioni cliniche vengono eseguite in 3 fasi; nella sperimentazione di fase I, esamineremo la sicurezza dell’insulina orale e esamineremo criticamente l’incidenza di ipoglicemia in pazienti sani e con diabete di tipo 1.”
“Il nostro team è molto entusiasta di vedere se siamo in grado di riprodurre negli esseri umani i risultati dell’assenza di ipoglicemia osservati nei babbuini, poiché ciò rappresenterebbe un enorme passo avanti. Gli esperimenti seguono severi requisiti di qualità e devono essere condotti in collaborazione con i medici per garantire che siano sono sicuri per i soggetti del test “, afferma Hunt.
“Dopo questa fase sapremo che è sicuro per gli esseri umani e studieremo come può sostituire le iniezioni per i pazienti diabetici negli studi di fase 2”, afferma il ricercatore.
I ricercatori sperano che il nuovo medicinale possa essere pronto per l’uso da parte di tutti entro 2-3 anni.
I sistemi di somministrazione di insulina a circuito chiuso migliorano il controllo del glucosio nei bambini con diabete di tipo 1 senza causare effetti avversi.
Un sistema a circuito chiuso è costituito da dispositivi che utilizzano un monitor continuo del glucosio e una pompa per insulina per regolare automaticamente i livelli di zucchero nel sangue per le persone con diabete. Il sistema funziona a “circuito chiuso” perché monitora e regola continuamente (avviando e arrestando) la somministrazione di insulina in base ai livelli di zucchero nel sangue della persona, senza necessità di intervento manuale.
Il primo sistema a circuito chiuso è stato approvato per uso pediatrico negli Stati Uniti nel 2020. Da allora sono stati condotti numerosi studi clinici randomizzati su sistemi a circuito chiuso. Tuttavia, secondo la ricercatrice Amanda Godoi dell’Università di Cardiff nel Regno Unito, fino ad ora non è stata effettuata alcuna revisione degli studi che valutano l’effetto dell’uso prolungato di sistemi a circuito chiuso sui livelli di glucosio nei bambini e negli adolescenti con diabete di tipo 1.
“Il trattamento del diabete di tipo 1 nei bambini è una sfida clinica”, ha affermato Godoi. “Abbiamo scoperto che l’utilizzo di sistemi a circuito chiuso ha portato a un migliore controllo del glucosio , che rappresenta un’importante opportunità di trattamento per ridurre le complicanze e la morbilità nei bambini con diabete di tipo 1.”
I ricercatori hanno esaminato nove studi randomizzati e controllati della durata di almeno 12 settimane, confrontando i sistemi a circuito chiuso con le cure abituali su un totale di 892 bambini con diabete di tipo 1. La cura abituale è la somministrazione di insulina attraverso iniezioni giornaliere multiple di insulina o pompe potenziate da sensori, comunemente utilizzate nel trattamento del diabete.
Questi non sono automatizzati e quindi richiedono al paziente di monitorare i livelli di zucchero nel sangue e regolare di conseguenza la somministrazione di insulina.
I bambini e gli adolescenti che hanno utilizzato un sistema a circuito chiuso hanno avuto una piccola importante riduzione dello 0,35% dei livelli di HbA1c, un esame del sangue che misura i livelli medi di zucchero nel sangue negli ultimi tre mesi.
Hanno anche avuto un aumento medio del 9,96% nel tempo in un intervallo ottimale di glucosio, senza aumentare il rischio di effetti avversi come ipoglicemia (zucchero nel sangue troppo basso) e chetoacidosi diabetica (una grave complicanza del diabete che si sviluppa quando il corpo non riesce a produrne abbastanza insulina).
“I nostri risultati mostrano che la tecnologia a circuito chiuso sembra essere sicura e superiore alle cure usuali nel controllo dei livelli di glucosio “, ha affermato Godoi.
Uno stretto controllo della glicemia negli adolescenti con diabete di tipo 1 può aiutare a ridurre gli effetti dannosi della malattia sul cervello, effetti che sono stati dimostrati anche nei bambini più piccoli, secondo uno studio pubblicato online su Nature Communications . I risultati indicano che un migliore controllo del glucosio può effettivamente migliorare la struttura e la funzione del cervello nei giovani con diabete di tipo 1, avvicinandoli ai loro coetanei senza diabete, hanno detto i ricercatori.
Questo studio pilota di prova di concetto, il più dettagliato fino ad oggi su questo argomento, è stato condotto congiuntamente da ricercatori del Nemours Children’s Health, di Jacksonville e della Stanford University School of Medicine.
“Questi risultati offrono la speranza che il danno al cervello in via di sviluppo causato dal diabete di tipo 1 possa essere reversibile con un rigoroso controllo del glucosio”, ha affermato l’autore senior dello studio e co-investigatore principale, l’endocrinologa pediatrica Nelly Mauras, MD, del Nemours Children’s Health Jacksonville e professoressa di pediatria presso il Mayo Clinic College of Medicine.
“L’uso di un sistema ibrido automatizzato a circuito chiuso – un sistema di somministrazione di insulina collegato a un monitor continuo del glucosio – è stato associato a migliori concentrazioni di glucosio nel sangue, che nel nostro studio si sono tradotte in differenze quantificabili nella struttura cerebrale e nella cognizione”.
Lo studio è stato condotto attraverso i cinque centri Diabetes Research in Children Network (DirecNet). Finanziato dal National Institutes of Health (NIH), DirecNet ha seguito longitudinalmente una coorte di bambini con e senza diabete per quasi otto anni. Gli studi DirecNet hanno aggiunto prove che i bambini e gli adolescenti con diabete subiscono cambiamenti dannosi nel cervello – con effetti che includono un QI inferiore al normale – e che queste differenze sono collegate ad alti livelli di zucchero nel sangue.
Il dottor Mauras e i ricercatori di DirecNet hanno reclutato 42 adolescenti, di età compresa tra 14 e 17 anni, con diagnosi di diabete di tipo 1 prima degli otto anni e che stavano ricevendo terapia con insulina . Gli adolescenti sono stati randomizzati in uno di due gruppi: uno che utilizzava un sistema ibrido di somministrazione di insulina a circuito chiuso e l’altro che riceveva cure standard per il diabete. I ricercatori hanno condotto valutazioni cognitive e imaging cerebrale multimodale con tutti i partecipanti prima e dopo il periodo di studio di sei mesi.
Un sistema ibrido di somministrazione di insulina a circuito chiuso, utilizzato correttamente e in modo continuo, può aumentare il tempo in cui la glicemia si trova in un intervallo sano. Aiuta in particolare a stabilizzare lo zucchero nel sangue durante il sonno, quando l’individuazione e il trattamento dei primi segni di ipoglicemia sono più difficili. Il sistema utilizza un monitor del glucosio chiuso (CGM) per misurare lo zucchero nel sangue ogni cinque minuti attraverso un sensore sotto la pelle. Il CGM si connette in modalità wireless a una pompa per insulina che regola la quantità di insulina in base all’ultima lettura del CGM.
I partecipanti che hanno utilizzato il sistema di controllo del glucosio a circuito chiuso hanno mostrato miglioramenti significativamente maggiori rispetto al gruppo di terapia standard nei parametri cerebrali chiave indicativi del normale sviluppo cerebrale dell’adolescente: in altre parole, i loro risultati erano più vicini a quelli degli adolescenti senza diabete.
Il gruppo a circuito chiuso ha mostrato anche risultati cognitivi (QI) e attività cerebrale funzionale più elevati, più in linea con il normale sviluppo cerebrale dell’adolescente.
“Sappiamo da tempo che un migliore controllo dei livelli di glucosio nel sangue nelle persone con diabete di tipo 1 può prevenire o ridurre i danni a numerosi sistemi biologici (ad esempio reni, occhi, nervi, vasi sanguigni).
La nostra nuova ricerca si unisce a altri studi per evidenziare che un migliore controllo dei livelli di glucosio nel sangue nei bambini con diabete di tipo 1 può potenzialmente ridurre i danni al cervello in fase di maturazione e portare a miglioramenti misurabili anche nello sviluppo e nel funzionamento del cervello “, ha affermato l’autore principale e co-investigatore principale, Allan Reiss , MD, professore di psichiatria e scienze comportamentali Howard C. Robbins e professore di radiologia a Stanford.
Il diabete di tipo 1 è una malattia autoimmune, in cui il sistema immunitario del corpo distrugge erroneamente le cellule produttrici di insulina nel pancreas.
Le sue cause non sono completamente comprese e attualmente non esiste una cura. Si stima che circa 244.000 bambini e adolescenti negli Stati Uniti soffrano di questa condizione, che può causare problemi di salute a volte gravi che si sviluppano rapidamente o che si manifestano più tardi nella vita.
Questo studio si basa su ricerche precedenti che dimostrano che uno stretto controllo della glicemia porta a tassi più bassi di complicanze del diabete come cecità, insufficienza renale e amputazioni.
