I tassi di diabete continuano ad aumentare, con 11,7 milioni di canadesi che vivono con diabete o pre-diabete. All’UBC, gli scienziati hanno creato un metodo di somministrazione di insulina orale indolore per aiutare le persone con diabete a gestire la malattia e mantenere la propria salute più facilmente.
Basta punture con l’insulina orale
I ricercatori del Li Lab hanno sviluppato gocce di insulina orale che, una volta poste sotto la lingua, vengono assorbite in modo rapido ed efficiente dall’organismo, sostituendo potenzialmente la necessità di iniezioni di insulina .
Le gocce contengono una miscela di molecola insulinica e un peptide unico che penetra le cellule (CPP) sviluppato dal Dr. Shyh-Dar Li e colleghi.
“L’insulina è una molecola complicata”, spiega il ricercatore capo Dr. Li, professore alla facoltà di scienze farmaceutiche. “Sotto forma di pillola, viene facilmente distrutta nello stomaco. Anche la molecola insulinica deve essere rapidamente disponibile nel sangue, ma essendo una molecola di grandi dimensioni, non può attraversare facilmente le cellule da sola.” Il peptide, ottenuto dai sottoprodotti del pesce, apre un percorso per il passaggio della molecola insulinica.
Test preclinici hanno dimostrato che la molecola insulinica con il peptide raggiunge efficacemente il flusso sanguigno mentre senza il peptide l’insulina rimane bloccata nel rivestimento interno della bocca.
“Considerala come una guida che aiuta la molecola insulinica a navigare attraverso un labirinto per raggiungere rapidamente il flusso sanguigno. Questa guida trova i percorsi migliori, rendendo più facile per la molecola insulinica arrivare dove deve andare”, ha affermato il dottor Jiamin Wu, ricercatore post-dottorato. nel Laboratorio Li.
Due versioni del peptide sono descritte in recenti articoli del Journal of Controlled Release. Il team dell’UBC sta lavorando per concedere in licenza la tecnologia a un partner commerciale.
Le persone sane ottengono la molecola insulinicana turalmente dal pancreas per regolare il glucosio dopo un pasto. I pazienti diabetici non possono produrre insulina sufficiente e hanno bisogno di ottenerla da una fonte esterna.
Il glucosio non regolato può essere molto pericoloso, quindi i pazienti diabetici devono monitorare i loro livelli di glucosio e assumere insulina per abbassarli quando necessario. Sebbene le iniezioni siano il modo più veloce per introdurre l’insulina nel sangue, i pazienti in genere necessitano di almeno tre o quattro iniezioni al giorno, il che può influire sulla loro qualità di vita. L’adesione a questo regime è impegnativa e, nel tempo, può causare gravi complicazioni come danni agli occhi, ai reni e ai nervi, che potrebbero portare all’amputazione degli arti.
“Il mio laboratorio ha lavorato su alternative alla molecola insulinica senza ago negli ultimi tre anni”, ha affermato il dottor Li. “Abbiamo provato gli spray nasali prima di approdare alle gocce orali, che sono facili e convenienti. Speriamo che le gocce orali aprano una nuova possibilità per i pazienti diabetici, rendendo più semplice l’assunzione dei farmaci e la regolazione della glicemia per mantenersi in salute a lungo termine.”
Due prodotti insulinici inalabili (Exubera, Afrezza) erano stati approvati in precedenza, ma gli effetti non erano ottimali e hanno dimostrato di aumentare il rischio di sviluppo di cancro ai polmoni. Questi prodotti sono stati ritirati. Il Dr. Li mira a ottenere una somministrazione rapida e indolore senza effetti collaterali significativi.
Si prevede che la nuova tecnologia senza ago ridurrà il rischio di contaminazione incrociata, punture di aghi, infezioni accidentali e smaltimento non sicuro di aghi contaminati.
L’insulina per inalazione potrebbe migliorare la vita dei pazienti con diabete
Il diabete è caratterizzato da una produzione insufficiente di molecola insulinica o da un utilizzo inefficace dell’insulina. Causa molti problemi di salute e rischi per chi è affetto da una delle varie forme della malattia. I rischi includono malattie cardiovascolari e complicazioni microvascolari come disturbi agli occhi, ai nervi e ai reni. Esiste anche il rischio di problemi acuti che possono portare alla morte improvvisa.
I trattamenti convenzionali si basano su iniezioni giornaliere di molecola insulinica o pompe per molecola insulinica utilizzate insieme al regolare monitoraggio della glicemia. Tali regimi possono essere complicati e sono associati a disagio, vincoli di tempo e alla necessità di un dosaggio preciso, per evitare livelli di zucchero nel sangue imprevedibili e gravi complicazioni.
La molecola insulinica inalabile offre un nuovo approccio alla gestione del diabete. Utilizzando dispositivi simili a quelli utilizzati dalle persone con asma o altre malattie polmonari croniche , inclusi nebulizzatori e inalatori predosati, è possibile dispensare una quantità precisa di molecola insulinica nei polmoni del paziente da dove l’ormone verrà assorbito nel flusso sanguigno rapidamente e consentendo efficacemente un’azione rapida quando necessario.
Uno di questi farmaci, Afrezza, un’insulina inalabile ad azione rapida, ha ottenuto l’approvazione della Food & Drug Administration (FDA) statunitense nel 2014 e rimane l’unico prodotto di insulina per inalazione sul mercato. Ha rappresentato un passo importante verso un nuovo approccio al trattamento del diabete. Alcune precedenti terapie inalatorie non si erano dimostrate sicure o efficaci. Afrezza ha un profilo farmacocinetico più affidabile, che offrirà ai pazienti una maggiore comodità e un migliore controllo dei livelli di zucchero nel sangue.
In un articolo pubblicato sull’International Journal of Nano and Biomaterials , un team indiano spiega che gli inalatori di molecola insulinica potrebbero migliorare l’aderenza dei pazienti al loro regime farmacologico e quindi i risultati, fornendo un’alternativa non invasiva e di facile utilizzo ai metodi di somministrazione tradizionali.
Priya Patel e Bhavisha Kacha del Dipartimento di Scienze Farmaceutiche dell’Università di Saurashtra nel Gujarat, in India, aggiungono che la nanotecnologia potrebbe aiutare a guidare i prossimi passi nello sviluppo di sistemi di somministrazione di farmaci di tipo inalatore ancora più efficaci per il trattamento del diabete mellito.
L’insulina potrebbe essere disponibile in una pillola?
I ricercatori WEHI di Melbourne hanno risposto a una domanda vecchia di 100 anni nella ricerca sul diabete: può una molecola diversa dalla molecola insulinica avere lo stesso effetto? I risultati forniscono importanti spunti per il futuro sviluppo di una pillola di molecola insulinica orale.
Il gruppo di ricerca ha visualizzato come una molecola diversa dall molecola insulinica può imitare il ruolo del farmavo, un ormone chiave necessario per controllare i livelli di zucchero nel sangue .
Lo studio condotto da WEHI apre nuove strade per lo sviluppo di farmaci che potrebbero sostituire le iniezioni giornaliere di insulina per le persone con diabete di tipo 1.
Le persone con diabete di tipo 1 non possono produrre insulina e necessitano di più iniezioni giornaliere di insulina per mantenere sotto controllo i livelli di glucosio nel sangue .
La nuova ricerca conferma che è possibile utilizzare molecole alternative per attivare l’assorbimento del glucosio nel sangue, aggirando del tutto la necessità di insulina.
Lo studio, pubblicato su Nature Communications , è stato condotto dal dottor Nicholas Kirk e dal professor Mike Lawrence di WEHI, in collaborazione con ricercatori di Lilly, un’azienda farmaceutica americana.
Il dottor Kirk ha detto che gli scienziati hanno lottato per produrre l’insulina sotto forma di pillola, perché l’insulina è instabile e facilmente degradata dal corpo durante la digestione.
“Fin dalla scoperta dell’insulina 100 anni fa, lo sviluppo di una pillola di insulina è stato un sogno per i ricercatori sul diabete ma, dopo decenni di tentativi, c’è stato poco successo”, ha affermato.
La ricerca ha ora subito un’accelerazione drammatica con lo sviluppo della microscopia crioelettronica (crioEM), una nuova tecnologia in grado di visualizzare molecole complesse in dettaglio atomico, consentendo ai ricercatori di generare rapidamente immagini 3D (“progetti”) del recettore dell’insulina .
“Con la crio-EM, ora possiamo confrontare direttamente il modo in cui diverse molecole, inclusa l’insulina, modificano la forma del recettore dell’insulina”, ha affermato il dottor Kirk.
“L’interazione dell’insulina risulta essere molto più complessa di quanto chiunque avesse previsto, poiché sia l’insulina che il suo recettore cambiano radicalmente forma mentre si associano.”
La ricerca mostra come una molecola che imita l’insulina agisce sul recettore dell’insulina e lo attiva, il primo passo di un percorso che indirizza le cellule ad assorbire il glucosio quando i livelli di zucchero nel corpo sono troppo alti.
Il team ha eseguito complesse ricostruzioni crio-EM per ottenere progetti di diverse molecole chiamate “peptidi” che sono note per interagire con il recettore dell’insulina e mantenerlo in posizione “attiva”.
Gli esperimenti cryo-EM hanno identificato un peptide che può legarsi e attivare il recettore in modo simile all’insulina.
“L’insulina si è evoluta per trattenere attentamente il recettore, come una mano che tiene insieme un paio di pinze”, ha detto il dottor Kirk.
“I peptidi che abbiamo utilizzato funzionano in coppia per attivare il recettore dell’insulina, come due mani che afferrano un paio di pinze all’esterno.”
Anche se i risultati terapeutici sono lontani, la scoperta del team potrebbe portare a un farmaco in grado di sostituire l’insulina, riducendo la necessità di iniezioni da parte dei diabetici.
“Gli scienziati sono riusciti a sostituire questo tipo di molecole mimetiche con farmaci che possono essere assunti come pillole”, ha affermato il dottor Kirk.
“La strada è ancora lunga e richiederà ulteriori ricerche, ma è emozionante sapere che la nostra scoperta apre la porta ai trattamenti orali per il diabete di tipo 1”.
Lo studio, “Attivazione del recettore dell’insulina umana da parte di peptidi non correlati all’insulina”, è pubblicato su Nature Communications.