Ricerca

Esperimenti: una nuova capsula può somministrare per via orale farmaci che di solito devono essere iniettati

Molti farmaci, in particolare quelli a base di proteine, non possono essere assunti per via orale perché sono scomposti nel tratto gastrointestinale prima che possano avere effetto. Un esempio è l’insulina, che i pazienti con diabete devono iniettare quotidianamente più volte.

Nella speranza di trovare un’alternativa alle iniezioni, gli ingegneri del MIT, in collaborazione con scienziati di Novo Nordisk, hanno progettato una nuova capsula farmacologica in grado di trasportare insulina o altri farmaci proteici e proteggerli dal duro ambiente del tratto gastrointestinale. Quando la capsula raggiunge l’ intestino tenue , si rompe per rivelare microaghi dissolvibili che si attaccano alla parete intestinale e rilasciano il farmaco per l’assorbimento nel flusso sanguigno.

“Siamo davvero soddisfatti degli ultimi risultati del nuovo dispositivo di somministrazione orale che i membri del nostro laboratorio hanno sviluppato con i nostri collaboratori e non vediamo l’ora di vederlo aiutare le persone con diabete e altri in futuro”, afferma Robert Langer, David H Professore al Koch Institute presso il MIT e membro del Koch Institute for Integrative Cancer Research.

Nei test sui suini, i ricercatori hanno dimostrato che questa capsula potrebbe caricare una quantità comparabile di insulina a quella di un’iniezione, consentendo un rapido assorbimento nel flusso sanguigno dopo il rilascio dei microaghi.

Langer e Giovanni Traverso, un assistente professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica del MIT e un gastroenterologo presso il Brigham and Women’s Hospital, sono gli autori senior dello studio, che appare oggi in Nature Medicine. Gli autori principali dell’articolo sono recenti Ph.D. del MIT. il destinatario Alex Abramson e l’ex post-dottorato del MIT Ester Caffarel-Salvador.

Consegna con microaghi

Langer e Traverso hanno precedentemente sviluppato diverse nuove strategie per la consegna orale di farmaci che di solito devono essere iniettati. Tali sforzi includono una pillola rivestita con molti piccoli aghi, nonché strutture a forma di stella che si sciolgono e possono rimanere nello stomaco per giorni o settimane mentre rilasciano farmaci.

“Gran parte di questo lavoro è motivato dal riconoscimento che sia i pazienti che gli operatori sanitari preferiscono la via orale di somministrazione rispetto a quella iniettabile”, afferma Traverso.

All’inizio di quest’anno, hanno sviluppato una capsula delle dimensioni di un mirtillo contenente un piccolo ago fatto di insulina compressa. Al raggiungimento dello stomaco, l’ago inietta il farmaco nel rivestimento dello stomaco. Nel nuovo studio, i ricercatori hanno iniziato a sviluppare una capsula in grado di iniettare il suo contenuto nella parete dell’intestino tenue.

La maggior parte dei farmaci viene assorbita dall’intestino tenue, dice Traverso, in parte a causa della sua superficie estremamente ampia – 250 metri quadrati o delle dimensioni di un campo da tennis. Inoltre, Traverso ha osservato che in questa parte del corpo mancano i recettori del dolore, consentendo potenzialmente microiniezioni indolori nell’intestino tenue per il rilascio di farmaci come l’insulina.

Per consentire alla loro capsula di raggiungere l’intestino tenue ed eseguire queste microiniezioni, i ricercatori hanno ricoperto un polimero in grado di sopravvivere all’ambiente acido dello stomaco, che ha un pH compreso tra 1,5 e 3,5. Quando la capsula raggiunge l’intestino tenue, il pH più elevato (circa 6) la fa scattare per aprirsi e tre bracci piegati all’interno della capsula si aprono.

Ogni braccio contiene cerotti di microaghi lunghi 1 millimetro che possono trasportare insulina o altri farmaci. Quando le braccia si aprono, la forza del loro rilascio consente ai minuscoli microaghi di penetrare nello strato più alto del tessuto dell’intestino tenue. Dopo l’inserimento, gli aghi si dissolvono e rilasciano il farmaco.

“Abbiamo eseguito numerosi test di sicurezza sui tessuti animali e umani per garantire che l’evento di penetrazione consentisse l’erogazione del farmaco senza causare una perforazione a tutto spessore o altri eventi avversi gravi”, afferma Abramson.

Per ridurre il rischio di blocco nell’intestino, i ricercatori hanno progettato le braccia in modo che si spezzassero dopo l’applicazione delle patch di microneedle.

Dimostrazione con l’insulina

Nei test sui suini, i ricercatori hanno dimostrato che le capsule lunghe 30 millimetri potevano erogare dosi di insulina in modo efficace e generare un’immediata risposta ipoglicemizzante. Hanno anche dimostrato che nessun blocco si è formato nell’intestino e le braccia sono state escrete in modo sicuro dopo aver applicato le patch di microneedle .

“Abbiamo progettato le braccia in modo tale da mantenere una forza sufficiente a fornire i microaghi dell’insulina alla parete dell’intestino tenue , pur continuando a dissolversi entro alcune ore per prevenire l’ostruzione del tratto gastrointestinale”, afferma Caffarel-Salvador.

Sebbene i ricercatori abbiano usato l’insulina per dimostrare il nuovo sistema, ritengono che potrebbe anche essere usato per somministrare altri farmaci proteici come ormoni, enzimi o anticorpi, nonché farmaci a base di RNA.

“Siamo in grado di fornire insulina, ma vediamo applicazioni per molte altre terapie e forse vaccini”, afferma Traverso. “Stiamo lavorando a stretto contatto con i nostri collaboratori per identificare i prossimi passi e le applicazioni in cui possiamo avere il massimo impatto”.

Categorie:Ricerca

Con tag:,,