Con l’insulina reattiva che viene attivata dal glucosio: a colpo sicuro
I pazienti con diabete di tipo 1 vivono con un rischio costante di iper o ipoglicemia. Il rilascio di insulina controllato con precisione potrebbe aiutare a migliorare la regolazione dei livelli di zucchero nel sangue. Nella rivista Angewandte Chemie , un gruppo di ricerca ha ora introdotto una nuova formulazione di insulina che può essere attivata dal glucosio: i trasportatori di nanoparticelle lipidiche rilasciano più o meno insulina a seconda del livello di zucchero nel sangue.
Nel nostro corpo, il livello di insulina nel plasma è principalmente regolato dalle cellule beta nel pancreas e riflette le fluttuazioni del livello di zucchero nel sangue. I pazienti con diabete di tipo 1 possono produrre pochissima o nessuna insulina e necessitano di diverse iniezioni giornaliere di un’insulina ad azione rapida e di una o due iniezioni di un’insulina ad azione prolungata per mantenere la glicemia a un livello normale. In alternativa, indossano una pompa per insulina che fornisce un’infusione continua. Le formulazioni di insulina non possono reagire ai cambiamenti del livello di zucchero nel sangue e quindi non consentono la regolazione precisa della glicemia. Se viene somministrata una dose eccessiva di insulina, si salta un pasto o si consumano troppo pochi carboidrati prima di un’attività fisica intensa, aumenta il rischio di ipoglicemia acuta e pericolosa per la vita.
Le formulazioni di insulina che rispondono al glucosio, imitando la funzione delle cellule beta, potrebbero migliorare la terapia insulinica. Vari approcci con “vettori” di insulina costituiti da polimeri con glucosio ossidasi incorporata come rilevatore di glucosio soffrono di due problemi: i vettori polimerici non hanno un peso molecolare uniforme e la glucosio ossidasi è tossica se rilasciata nel corpo.
Un team cinese guidato da Jinqiang Wang e Zhen Gu dell’Università di Zhejiang, dello Zhejiang Cancer Hospital e dell’Università di Hong Kong ha scelto un approccio diverso basato su nanoparticelle lipidiche biocompatibili utilizzate come trasportatori di lipidi con strutture chimiche uniformi. Le nanoparticelle lipidiche sono già ampiamente utilizzate clinicamente come trasportatori di farmaci.
Una sezione dei lipidi è stata modificata in modo che le superfici delle nanoparticelle autoaggregate portino molte cariche positive. Le molecole di insulina con una carica negativa si legano elettrostaticamente alle nanoparticelle e vengono rilasciate lentamente quando il livello di zucchero nel sangue è normale. Se il livello di zucchero nel sangue è alto, alcuni lipidi nelle nanoparticelle formano legami chimici con il glucosio, riducendo la carica positiva in superficie e accelerando notevolmente il rilascio di insulina. Nei topi diabetici trattati con la nuova formulazione di insulina, è stato possibile mantenere un normale livello di zucchero nel sangue per sei ore. Dopo l’iniezione di glucosio, lo zucchero nel sangue nei topi diabetici trattati è sceso a un livello normale altrettanto rapidamente di quello dei topi sani.
In futuro, una combinazione di questa formulazione di insulina sensibile al glucosio con un dispositivo di erogazione controllato da un rilevatore di zucchero elettronico indossabile potrebbe migliorare significativamente la regolazione del livello di zucchero nel sangue nei pazienti diabetici.
Circa l’autore
Il Dott. Zhen Gu è Qiushi Distinguished Chair Professor e Preside del College of Pharmaceutical Sciences presso l’Università di Zhejiang (Cina). La sua ricerca è incentrata sulla progettazione di materiali bioispirati per la somministrazione di farmaci sensibili al segnale fisiologico per il trattamento di varie malattie tra cui il cancro e il diabete.