Consegnare l’insulina in una pillola

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I ricercatori della Harvard John A. Paulson School of Engineering e Applied Sciences (SEAS) hanno sviluppato un metodo di somministrazione orale dell’insulina che potrebbe trasformare radicalmente il modo in cui i diabetici mantengono sotto controllo i livelli di zucchero nel sangue.

Non solo la consegna orale di insulina promette di migliorare la qualità della vita per oltre 40 milioni di persone con diabete di tipo 1 in tutto il mondo, ma potrebbe anche mitigare molti degli effetti collaterali potenzialmente letali della malattia che derivano dal fatto che i pazienti non sempre riescono a farsi le iniezioni necessarie.

La ricerca è stata pubblicata negli Atti della National Academy of Sciences.

Autore senior dello studio è Samir Mitragotri, Professore di bioingegneria presso Hiller e Hansjorg Wyss e Professore di ingegneria al SEAS.

Trovare un modo per somministrare insulina per via orale è stato elusivo; la proteina non funziona quando incontra l’ambiente acido dello stomaco e viene scarsamente assorbita dall’intestino. La chiave del nuovo approccio è di introdurre l’insulina in un liquido ionico costituito da colina e acido geranico che viene poi inserito in una capsula con rivestimento enterico resistente agli acidi. La formulazione è biocompatibile, facile da produrre e può essere conservata fino a due mesi a temperatura ambiente senza degradazione.

“Una volta ingerita, l’insulina deve percorrere un impegnativo percorso ad ostacoli prima che possa essere efficacemente assorbita nel flusso sanguigno”, ha detto Mitragotri, che è anche membro del Core Faculty presso il Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering di Harvard. “Il nostro approccio consente alla pillola di affrontare tutti gli ostacoli che incontra”.

Incapsulando la formulazione liquida insulino-ionica in un rivestimento enterico, il team di ricerca ha superato il primo ostacolo, resistendo alla rottura causata dagli acidi gastrici nell’intestino. Questo rivestimento polimerico si dissolve quando raggiunge un ambiente più alcalino nell’intestino tenue, dove viene rilasciato il liquido ionico contenente l’insulina.

“Quando una molecola proteica come l’insulina entra nell’intestino, ci sono molti enzimi la cui funzione è di degradare le proteine ​​in amminoacidi più piccoli”, ha spiegato la prima autrice Amrita Banerjee che ha condotto la ricerca mentre lavorava come postdottoranda nel laboratorio di Mitragotri ed è ora Asistente Professore alla North Dakota State University. “Ma l’insulina di origine ionica liquida rimane stabile”.

( Vedi anche: Diabete di tipo 1: dopo sette anni, la produzione di insulina si stabilizza).

La formulazione di acido colino-geranico ha anche dimostrato di essere abile nel penetrare due ultime barriere: lo strato di muco che riveste l’intestino e le giunzioni strette delle cellule della parete dell’intestino, attraverso le quali farmaci di grandi molecole come l’insulina non possono facilmente passare.

Altri ricercatori hanno provato vari modi per superare queste barriere, riprogettando la molecola di insulina, rivestendola con polimeri protettivi e introducendo additivi per inibire la rottura per enzimi o per migliorare l’assorbimento. Tuttavia, nessun prodotto di somministrazione orale di insulina è attualmente disponibile nella clinica.

“Lo studio è il sacro graal nel rilascio di farmaci, per sviluppare modi per somministrare proteine ​​e peptidi come l’insulina per via orale, invece dell’iniezione”, ha dichiarato Mark Prausnitz, Regents’ Professor and J. Erskine Love, Jr. Chair in Chemical and Biomolecular Engineering al Georgia Institute of Technology. Prausnitz, che non è stato coinvolto nella ricerca, ha aggiunto: “Questo studio mostra risultati notevoli in cui l’insulina somministrata per via orale in combinazione con un liquido ionico funziona bene come un’iniezione convenzionale. Le implicazioni di questo lavoro in medicina potrebbero essere enormi per gli esseri umani affetti d diabete di tipo 1”.

L’insulina oralmente ingerita imiterebbe più fedelmente il modo in cui il pancreas di un individuo sano produce e distribuisce insulina al fegato e potrebbe anche mitigare gli effetti avversi di iniezioni per un lungo periodo di tempo.

I ricercatori sono ottimisti sul fatto che se tutto andrà bene, potrebbero ottenere presto l’approvazione per eventuali studi clinici sugli esseri umani in quanto gli ingredienti  – colina e acido geranico – sono già considerati sicuri. La Food and Drug Administration ha stabilito una dose giornaliera raccomandata di colina, un nutriente essenziale simile alla vitamina; e l’acido geranico, una sostanza chimica presente naturalmente nel cardamomo e nella citronella, è ampiamente usato come additivo alimentare.

Se ulteriori ricerche avanzeranno come sperato, l’approccio potrebbe essere utilizzato anche per la somministrazione orale di altre proteine.

L’Office of Technology Development di Harvard sta perseguendo attivamente opportunità di commercializzazione di questa tecnologia e sta promuovendo il suo sviluppo attraverso l’acceleratore biomedico Blavatnik.

Fonte: PNAS

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