Ricerca

Un risultato importante nella giusta direzione della somministrazione per via orale dell’insulina

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Per aiutare a superare questo ostacolo, i ricercatori del MIT e del Massachusetts General Hospital (MGH) hanno ideato una capsula rivestita con minuscoli aghi in grado di iniettare i farmaci direttamente nel rivestimento dello stomaco dopo la capsula viene ingerita. In studi sugli animali, il team ha scoperto che la capsula distribuiva l’insulina in modo più efficiente rispetto alla iniezione sotto  pelle, e non ci sono stati effetti collaterali dannosi a seguito del passaggio della capsula attraverso il sistema digestivo.

“Questo potrebbe essere un modo per il paziente di aggirare la necessità di  infondere o  somministrare per via sottocutanea i”l farmaco, dice Giovanni Traverso, ricercatore presso il Koch Institute del MIT for Integrative Cancer Research, un gastroenterologo al MGH, e uno degli autori principali della ricerca e articolo  pubblicato nel Journal of Pharmaceutical Sciences.

Anche se i ricercatori hanno testato la loro capsula con l’insulina, anticipano che sarebbe più utile per la consegna di prodotti biofarmaceutici, come gli anticorpi, che vengono utilizzati per trattare il cancro e malattie autoimmuni come l’artrite e il morbo di Crohn. Questa classe di farmaci, noti come “biologici”, comprende anche i vaccini, DNA ricombinante, e RNA.

“Le grandi dimensioni di questi farmaci biologici li rende non assorbibili. E prima ancora che siano stati assorbiti, sono degradati nel tratto gastrointestinale da acidi ed enzimi che mangiano solo le molecole e le rendono inattive “, spiega Carl Schoellhammer, uno studente laureato in ingegneria chimica e coautore principale dello studio.

Consegna sicura ed efficace

Gli scienziati hanno cercato di progettare microparticelle e nanoparticelle che possono trasportare farmaci biologici, ma tali particelle sono costose da produrre e richiedono una nuova versione progettata per ogni farmaco.

Schoellhammer, Traverso, e i loro colleghi hanno cercato di progettare una capsula che potrebbe fungere da piattaforma per la fornitura di una vasta gamma di terapie, impedire il degrado dei farmaci, e iniettare il carico direttamente nel rivestimento del tratto gastrointestinale. La loro capsula, un  prototipo acrilico, lunga 2 centimetri e 1 centimetro di diametro, comprende un serbatoio per il farmaco ed è rivestito con cavi, aghi in acciaio inox lunga circa 5 millimetri.

Precedenti studi di ingestione accidentale di oggetti taglienti in pazienti umani hanno suggerito che potrebbe essere sicuro deglutire una capsula rivestita con aghi corti. Perché non ci sono recettori del dolore nel tratto gastrointestinale, i pazienti non  sentirebbero alcun dolore da immissione .

Per verificare se questo tipo di capsula potrebbe consentire la somministrazione dei farmaci in modalità sicura ed efficace, i ricercatori l’hanno testata  nei suini con l’insulina. Ci sono voluti più di una settimana per le capsule di muoversi attraverso l’intero tratto digestivo, ed i ricercatori hanno rilevato alcuna traccia di danni ai tessuti, sostenendo il potenziale di sicurezza di questo nuovo approccio.

Hanno anche scoperto che i microaghi hanno iniettato con successo insulina nel rivestimento dello stomaco, intestino tenue e del colon, abbassando i livelli di glucosio nel sangue negli animali. Questa riduzione del glucosio nel sangue era più veloce e maggiore in rapporto alla stessa quantità di insulina somministrato mediante iniezione sottocutanea.

“La cinetica è megliore, e molto più veloce l’entrata in circolo del principio attivo, rispetto alla tradizionale somministrazione sottopelle”, dice Traverso.

“Questo è un approccio molto interessante”, dice Samir Mitragotri, professore di ingegneria chimica presso l’Università della California a Santa Barbara, che non è stato coinvolto nella ricerca. “Consegna orale della droga è una sfida importante, soprattutto per i farmaci proteici. C’è motivazione enorme su vari fronti per la ricerca di altri modi per fornire farmaci senza usare l’ago e la siringa normale “.

Ulteriore ottimizzazione

Questo approccio potrebbe essere utilizzato anche per amministrare i vaccini che devono normalmente essere iniettati, dicono i ricercatori.

La squadra ha ora intenzione di modificare la capsula in modo che la peristalsi, o contrazioni del tratto digerente, possano lentamente spremere il farmaco dalla capsula mentre viaggia attraverso il tubo. Stanno lavorando anche su capsule con aghi fatti di polimeri biodegradabili e zucchero che staccandosi si incorporano nel rivestimento dell’intestino, dove potrebbero lentamente disintegrarsi e rilasciare il farmaco. Ciò porterebbe a ridurre ulteriormente le preoccupazioni per la sicurezza.

Avi Schroeder, ex postdoc Koch Institute, è anche un autore principale dello studio. Gli autori senior sono Robert Langer, il professor David H. Koch Institute del MIT e membro dell’Istituto Koch, l’Istituto per Medical Engineering and Science (IMES), e il Dipartimento di Ingegneria Chimica; Daniel Blankschtein, il professor Herman P. Meissner di Ingegneria Chimica; e Daniel Anderson, il professore associato Samuel A. Goldblith di Ingegneria Chimica e membro dell’Istituto Koch e IMES.

La ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health.

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