Diabete: innovativo sistema di somministrazione dei farmaci rivoluziona il trattamento

Le innovazioni nel trattamento del diabete di tipo 2 sono state rivoluzionate dai farmaci per la gestione della dieta, anche se la necessità di iniezioni giornaliere pone difficoltà per alcuni individui. Un nuovo idrogel potrebbe significare iniezioni solo tre volte l’anno.

Gli ingegneri che si occupano dei materiali della Stanford University hanno sviluppato un nuovo sistema di somministrazione di farmaci idrogel che trasforma le iniezioni giornaliere o settimanali di farmaci per il diabete e il controllo del peso come Ozempic, Mounjaro, Trulicity, Victoza e altri, in una sola volta ogni quattro mesi.

In un nuovo studio, pubblicato sulla rivista Cell Reports Medicine, i ricercatori ritengono che un tale sistema migliorerà notevolmente la gestione sia del diabete che del peso, migliorerà la compliance dei pazienti ai farmaci e aiuterà quelli con diabete di tipo 2 a migliorare i risultati di salute a lungo termine.

Tutti questi farmaci funzionano imitando l’ormone peptide glucagone-simile 1 (GLP-1). Ma, per quanto siano efficaci nell’aiutare le persone a gestire la propria dieta e il proprio peso, le tipiche iniezioni giornaliere o settimanali sono un peso per molti pazienti. 

“L’aderenza è una delle maggiori sfide nella gestione del diabete di tipo 2”, ha affermato Eric Appel, Professore associato di scienza e ingegneria dei materiali alla Stanford e ricercatore principale del nuovo idrogel che consente il rilascio lento dei farmaci per il controllo della dieta per molti mesi. “Avere bisogno di sole tre iniezioni all’anno renderebbe molto più facile per le persone con diabete o obesità attenersi ai loro regimi farmacologici”.

Mezzo miliardo di persone nel mondo soffrono di diabete di tipo 2, di cui 130 milioni solo in America. Si stima che il trattamento costi agli Stati Uniti più di 400 miliardi di dollari ogni anno. Introdotti solo di recente, i farmaci GLP-1 sono stati descritti come “farmaci miracolosi” con pochi effetti collaterali e un profondo controllo dell’apporto energetico che aiutano i pazienti a sentirsi più sazi e meno affamati e mirano ad altri effetti dietetici legati alla ricompensa.

Nuovi idrogel nanocompositi

Il segreto dell’idrogel sta nelle caratteristiche fisiche uniche delle nanoparticelle al suo interno. Gli idrogel non sono una novità, molte persone oggi indossano lenti a contatto costituite da idrogel, ad esempio, ma queste sono progettate per resistere allo strappo e per mantenere la loro forma. L’idrogel di Appel è invece progettato con polimeri e nanoparticelle debolmente legati tra loro, in modo da restare insieme come un gel, ma dissiparsi lentamente nel tempo. L’idrogel è formato da una rete di catene polimeriche e nanoparticelle che trattengono le molecole del farmaco finché la rete non si dissolve, rilasciando i farmaci.

“Il nostro idrogel si scioglie nel corso di molti mesi come una zolletta di zucchero che si scioglie nell’acqua, molecola dopo molecola“, ha spiegato Appel. “Mi riferisco spesso al fatto che la rete è tenuta insieme da una sorta di velcro molecolare che aderisce abbastanza bene, ma che poi può essere facilmente separato“. 

Il nuovo idrogel, tecnicamente noto come idrogel di nanoparticelle polimeriche (PNP), ha la qualità “giusta” di un flusso simile a un fluido che può essere facilmente iniettato utilizzando aghi standard, ma ha una stabilità simile al gel sufficientemente durevole nell’ambiente del corpo per durare l’intero periodo di quattro mesi. Le molecole dei farmaci GLP-1 vengono formulate nell’idrogel e vengono distribuite in modo simile nel tempo man mano che l’idrogel si scioglie lentamente.

Il medico inietta una piccola quantità di gel, noto come “deposito”, dell’idrogel carico di farmaco sotto la pelle in una posizione comoda, ad esempio sotto il braccio. La chiave per l’ingegnere è progettare l’idrogel in modo tale da rendere questo deposito abbastanza piccolo da essere comodo e poco appariscente per il paziente, ma abbastanza grande e abbastanza resistente da durare tutti i quattro mesi. Appel ritiene che la sua squadra abbia raggiunto questo livello di controllo.

“Abbiamo scelto quattro mesi per abbinare la cadenza con cui le persone effettivamente incontrano il proprio medico o endocrinologo e perché siamo stati così specifici con il periodo di rilascio“, ha affermato Appel.

Potenziale promettente

Finora, il team ha testato il nuovo sistema di somministrazione del farmaco nei ratti di laboratorio con grande successo. “Nei ratti, una singola iniezione di questa terapia a base di idrogel migliora la gestione della glicemia e del peso rispetto alle iniezioni giornaliere di un farmaco commerciale leader”, ha osservato Appel. 

Sebbene questo particolare idrogel sia stato progettato specificamente per il regime di controllo di quattro mesi del GLP-1, Appel ha affermato che il team è riuscito a regolare con successo i tempi di rilascio fino a sei mesi. Aggiunge che tali sistemi sono stati utilizzati con altre proteine, vaccini e persino cellule terapeutiche e ci sono prove che i farmaci GLP-1 possono anche ridurre il rischio di malattie cardiovascolari.

Tutti questi segnali indicano la promettente possibilità che questo sistema di somministrazione dei farmaci possa essere applicato ad altri farmaci e ad altre condizioni.

“Ci sono stati risultati davvero promettenti anche con i bambini affetti da diabete di tipo 1“, ha detto Appel riferendosi alla promessa futura.

I prossimi test saranno condotti sui maiali, la cui pelle e il cui sistema endocrino sono molto simili a quelli umani. Se questi studi andranno secondo i piani, Appel potrebbe vedere studi clinici sull’uomo entro un anno e mezzo o due anni.

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“Per lo meno, abbiamo tracciato un percorso per il rilascio prolungato di trattamenti terapeutici antidiabetici e antiobesità basati su GLP-1 che potrebbero avere un impatto benefico sulla gestione del diabete di tipo 2 e, forse, anche su altre condizioni“, ha aggiunto Appel.

FONTE:Cell Reports Medicine