Most azonban a Harvard Egyetem mérnöki és alkalmazott tudományi karának, a John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences-nek (SEAS) a munkatársai több évtizede tartó próbálkozás után
végre kifejlesztették az inzulin szájon át bevehető formáját,
amely alapjaiban változtatja majd meg a vércukorszint kordában tartásának napi rutinját.
Nemcsak arról van szó, hogy a szájon át szedhető inzulin számottevően javítja majd annak a több mint 40 millió embernek az életminőségét, aki 1-es típusú cukorbetegséggel él világszerte, hanem hogy az egyszerű és fájdalommentes adagolás mellett
kisebb lesz az esélye annak, hogy a szükséges inzulin bevitele elmaradjon, aminek pedig életveszélyes következményei is lehetnek.
A kutatók az Egyesült Államok Tudományos Akadémiájának folyóiratában, a Proceedings of the National Academy of Sciencesben adták közre eredményeiket.
Az 1-es típusú cukorbetegekben a bőr alá adott injekcióval vagy beépített pumpa segítségével a szervezetbe juttatott inzulin tartja a vércukorszintet a kívánt tartományban.
Azonban sokan a fájdalom, a tűtől való irtózás, vagy a normális napi tevékenységekkel való összeférhetetlenség miatt időről időre elmulasztják az inzulin adagolását
– mondta el Samir Mitragotri biomérnök professzor, a tanulmány rangidős szerzője.
– Az ebből adódó elégtelen vércukorszintkontroll aztán súlyos egészségügyi komplikációkhoz vezethet.” A szájon át szedhető inzulin kifejlesztéséhez hosszú és rögös út vezetett.
Az inzulin, fehérje lévén, rosszul viseli a gyomor savas közegét, és lebontatlan formájában gyengén szívódik fel a bélből.
Az új megközelítés lényege az, hogy az inzulint egy kolinból és geranilsavból álló, folyékony ionos hordozóközegbe keverik, s a folyadékot saválló burkolatú kapszulába töltik.
Ez a formulázás biokompatibilis, egyszerűen gyártható, és akár két hónapig is tárolható szobahőmérsékleten anélkül, hogy bomlásnak indulna. Ez az eltarthatósági idő hosszabb a jelenleg piacon lévő inzulininjekciók némelyikénél.
„A lenyelt inzulinnak akadályok egész sorát kell áthágnia, hogy a véráramba kerüljön – magyarázza Mitragotri. – A mi kapszulánk kicsit olyan, mint egy svájci bicska: minden feladatra van egy külön eszköze.” Azzal, hogy a folyékony ionos közegbe kevert inzulint saválló kapszulába csomagolták, a kutatók
átlendítették az érzékeny hormonmolekulát az első akadályon:
ellenállóvá tették a gyomorsav támadásával szemben.
Ugyanakkor a védő polimerréteg a gyomron való áthaladás után, a bél lúgos viszonyai közt feloldódik, s így az inzulint hordozó ionos folyadé-töltet felszabadul. „Amikor az inzulin, akár bármelyik másik fehérjemolekula, a bélbe kerül, enzimek sokasága támadja meg, amelyeknek az a funkciójuk, hogy a fehérjéket aminosav-építőegységeikre bontsák – avat be a további részletekbe a cikk írója, Amrita Banerjee, aki még posztdoktorként Mitragotri laborjában dolgozva a kísérletek zömét végezte, azóta pedig az Észak-Dakotai Állami Egyetem tanársegédje.
– Az ionos folyadékközegben hordozott inzulin azonban stabil marad.” A kolinos-geranilsavas formuláció a nagymolekulájú gyógyszerek előtt álló további két akadály leküzdésében – a bél nyálkarétegén való áthatolásban, illetve a bélhámsejtek közötti szoros sejtkapcsolatokon való áthaladásban – is segíti az inzulint.
Más kutatók is régóta próbálkoztak ezeknek az akadályoknak a legyőzésével, például az inzulinmolekula módosítása, védő polimerekbe csomagolása, enzimatikus lebontásának akadályozása vagy felszívódásának elősegítése által.
Eddig azonban az erőfeszítések nem jártak sikerrel, és nem került szájon át szedhető inzulinkészítmény a patikák polcaira.
„Az inzulinhoz hasonló, fehérje- és peptidtermészetű gyógyszerek injekció helyett szájon át történő célba juttatása a gyógyszerfejlesztés egyik Szent Grálja volt mindeddig – nyilatkozta a mostani kutatásban részt nem vevő Mark Prausnitz, a Georgia Institute of Technology (Prausnitz, USA) vegyész- és biomolekuláris mérnök professzora.
– Figyelemre méltó eredmény, hogy az ionos folyadékkal kombinálva szájon át beadott inzulin csaknem ugyanolyan jól működik, mint egy hagyományos injekció. Ennek a munkának óriási kihatása lehet az orvoslásra, ha az eredményeket a gyakorlatba átültetve sikerül az inzulint és más peptidtermészetű gyógyszereket hatékonyan és biztonságosan célba juttató, szájon át beszedhető gyógyszereket kifejleszteni.”
A szájon át szedett inzulin működésében is jobban utánozza az egészséges emberekben termelődő hormont. A bélből felszívódó inzulin hasonló utat jár be, mint a normális körülmények között a hasnyálmirigyből származó inzulin, melynek akár 80 százalékát a máj veszi fel, és csak a maradék jut a keringésbe.
A kapszulás adagolás nyilvánvalóan kiküszöbölné az évtizedeken át tartó állandó injekciózással járó kockázatokat is.
Banerjee megemlítette: az ionos folyadékba kevert inzulin egylépéses folyamatban előállítható, amelyet egyszerűen és olcsón fel lehet skálázni az ipari léptékű termelésre.
Így a kapszulás formula gyártási költségei teljesen kezelhető szinten tarthatók.
Mitragotri a következő lépésben további állatkísérleteket tervez az új formulázású inzulin hatékonyságának, toxikológiai sajátságainak és biológiai hozzáférhetőségének tesztelésére.
A kutatók optimizmusát táplálja az a tény, hogy az ionos folyadék fő összetevőinek, a kolinnak és a geranilsavnak a biztonságosságát korábbi vizsgálatok már igazolták, így
ha egyébként minden jól alakul, az emberi klinikai kipróbálásra viszonylag könnyen kaphatnak engedélyt.
A kolin konkrétan egy vitaminszerű esszenciális tápanyag, amelyre az Egyesült Államok gyógyszerhatósága napi ajánlott beviteli szintet is megállapított, a geranilsav pedig széles körben használt élelmiszeradalék, amely természetes módon előfordul például a kardamomban és a citromfűben.