Orális inzulinadagolás mikromotoros minitablettákkal

A Kína harmadik legnagyobb metropoliszában, a 12 milliós lélekszámú Kantonban működő Szun Jat-szen Műszaki és Anyagtudományi Egyetem, valamint a szintén kantoni Southern University Gyógyszerészeti Kara egy tudományos együttműködés keretében olyan technológiát fejlesztett ki, amellyel állati modellszervezetekben már sikerült jó hatásfokkal elérni az inzulin vastagbélen keresztüli felszívódását. Az inzulin cukorbeteg emberek milliói számára életmentő hatóanyag, ám tabletta formájában igen nehezen adagolható, így a betegek számára gyakran riasztó injekciózásra van szükség, ami fertőzésveszélyes, és jelentősen csökkenti az adherenciát. Bár a szintetikus inzulin már több mint száz éve rendelkezésre áll, az adagolás kényelmetlensége miatt óriási szükség lenne hatékony, orálisan beadható készítményekre. Ennek megvalósítása azonban számos akadályba ütközik: egy ilyen tablettának először meg kellene védenie a hatóanyagot a gyomorban uralkodó, meglehetősen szélsőséges körülményektől, majd a bélbe jutva a hatóanyagnak valahogy fel is kellene szívódnia a véráramba, csakhogy az epitélium igen szorosan elhelyezkedő sejtjei és a vastag gyomornyálkaréteg is nehezíti a viszonylag nagy molekulájú hormon abszorpcióját.

Ezek a kihívások régóta ismertek a gyógyszerészek előtt, és számos korábbi kísérlet történt az akadályok leküzdésére. A gyomron még sikerült is túljutni a hatóanyag lebomlása nélkül különféle bevonatok, mikro- vagy nanocarrier hordozóanyagok alkalmazásával, ám a bélnyálkahártya már túl nehéz feladat elé állította a kutatókat: a bélbe jutott inzulinnak passzív módon kellett volna a belet szegélyező sejtekbe diffundálnia, ami a molekula nagy mérete okán csak igen rossz hatásfokkal történt meg.

A mostani kutatás egyik fontos megfigyelése az volt, hogy a vastagbél nyálkahártyája egyrészt sokkal vékonyabb, másrészt az epitélium sejtjei is sokkal lazábban helyezkednek el a béltraktus többi szakaszához képest. Ezért a kutatók erre a területre szerették volna eljuttatni a tabletta formulájú hatóanyagot, plusz a felszívódáshoz is valamilyen segítséget adni az inzulinnak. A mérnökök és gyógyszerészek magnézium mikropartikulumokra vittek fel inzulint tartalmazó oldatréteget, és ezt egy liposzómás borítással fedték. Majd ezeket a részecskéket szódabikarbónával keverték össze, és körülbelül 3mm átmérőjű minitablettákká sajtolták, a minitablettákat pedig észterizált keményítőoldattal burkoltak - ez a réteg védi meg a hatóanyagot a gyomornedvtől, és biztosítja, hogy az inzulin sértetlenül érkezzen meg a vastagbélbe. Itt a magnézium mikropartikulumok elkezdenek lebomlani, majd a vízzel reagálva hidrogénbuborék-áramot képeznek: ezek a buborékok olyan „mikromotorokként” viselkednek, amelyek az inzulint a vastagbél fala felé hajtják, hogy ott felszívódhasson.

Az elegáns elképzelés pedig az állatkísérletek eredményei szerint a gyakorlatban is működött: a kutatók cukorbeteg patkányoknak adva a tablettákat azt tapasztalták, hogy az állatok vércukorszintje jelentős mértékben és kellően hosszú ideig, több mint 5 órán át lecsökkent. Valójában ez azt jelenti, hogy az új inzulin-adagolási módszerrel sikerült 5 órán keresztül olyan alacsony vércukorszintet fenntartani, mint az injekcióval beadott inzulinnal. A kutatók szerint a vastagbélben található vizes környezet által beindított magnézium mikromotorok olyan sebességgel lökték a bélfal felé a hatóanyagot, hogy a nyálkahártya-penetráció korábban nem tapasztalt szintet ért el, és tulajdonképpen az inzulin aktív felszívódása valósult meg.

Bár további finomításokra van még szükség, a kutatók szerint ez egy nagyon fontos lépés a korábban kizárólag injekcióval adagolható hatóanyagok orális formulázása felé, ráadásul az sem elképzelhetetlen, hogy a tabletták fokozatos felszívódása miatt ritkább adagolásra lesz szükség. Az anyagmérnökök szerint további előny, hogy a magnézium „mikromotorok” kifejezetten jól finomhangolhatók, és a tabletták könnyen gyárthatók.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Self-Propelled Micromotor “Mini-Tablets” Deliver Oral Insulin to Control Glucose in Rats

Micromotor Based Mini-Tablet for Oral Delivery of Insulin