Solução injetável pode fornecer semanas de controle de glicose

O novo tratamento dura mais de duas semanas em primatas, prometendo eclipsar as opções de tratamento atual em humanos

Os engenheiros biomédicos da Duke University criaram uma tecnologia que poderia fornecer semanas de controle de glicose para pessoas diabéticas com uma única injeção, o que seria uma melhoria dramática em relação às terapias atuais. Em primatas, o tratamento mostrou-se que dura semanas, e não dias.

Ao criar um mecanismo de liberação controlada para um fármaco e otimizar seu tempo de circulação no corpo, esta nova injeção de biopolímero tem o potencial de substituir aplicações de insulina diárias ou semanais por tratamentos de uma vez por mês ou duas vezes por mês para o tipo 2 da diabetes.

A nova terapia foi publicada em 5 de junho na Nature Biomedical Engineering.

Muitos tratamentos atuais para o diabetes tipo 2 usam uma molécula de sinalização chamada péptido-1 semelhante ao glucagon (GLP1) para fazer com que o pâncreas passe a liberar insulina para controlar o açúcar no sangue. No entanto, este péptido tem uma meia-vida curta e sai do corpo rapidamente.

Para que os tratamentos durem mais, os pesquisadores já fundiram o GLP1 com microesferas sintéticas e biomoléculas como anticorpos, tornando-os ativos por dois a três dias em ratos e até uma semana em seres humanos. Apesar desta melhoria, muitos desses tratamentos não incluem um mecanismo para controlar a taxa de liberação do peptídeo, fazendo com que a eficácia do tratamento se estabilize após o uso prolongado.

Agora, pesquisadores da Duke criaram uma tecnologia que funde GLP1 para um polipéptido de tipo elastina (ELP) sensível ao calor em uma solução que pode ser injetada na pele através de uma agulha padrão. Uma vez injetada, a solução reage com o calor do corpo para formar um depósito biodegradável tipo gel que libera lentamente a droga à medida que ela se dissolve. Em experiências com animais, a terapia resultante proporcionou controle de glicose até três vezes mais tempo do que os tratamentos atualmente no mercado.

“Embora tenhamos perseguido este método no passado, Kelli Luginbuhl, um estudante de graduação no meu laboratório, trabalhou sistematicamente para variar o design do biopolímero de entrega no nível molecular e encontrou um ponto ideal que maximizou a duração da entrega da droga de uma única injeção “, diz Ashutosh Chilkoti, presidente do Departamento de Engenharia Biomédica (BME) da Duke University e autor sênior do trabalho. “Ao fazê-lo, conseguimos triplicar a duração deste medicamento de ação curta para diabetes tipo 2, superando outros projetos concorrentes”.

Uma droga que controla a glicose (azul) é completamente dissolvida após 24 horas no corpo de um rato nas duas fotos superiores. Nas duas imagens inferiores, uma versão recentemente otimizada de um tratamento para diabetes forma um “depósito” para liberação controlada que persiste mais de 24 horas.

Com base no seu trabalho anterior com o sistema de medicamentos e entregas, os pesquisadores do laboratório Chilkoti otimizaram sua solução para regular os níveis de glicose em camundongos por 10 dias após uma única injeção, acima do padrão anterior de 2-3 dias.

Em testes adicionais, a equipe descobriu que a formulação otimizada melhorou o controle de glicose em macacos rhesus por mais de 14 dias após uma única injeção, além de liberar o fármaco a uma taxa constante durante a duração do teste.

“O que é emocionante sobre este trabalho foi a nossa capacidade de demonstrar que a droga poderia durar mais de duas semanas em primatas não humanos”, diz Kelli Luginbuhl, estudante de doutorado no laboratório de Chilkoti e co-autora do estudo. “Porque nosso metabolismo é mais lento do que macacos e camundongos, o tratamento deve, teoricamente, durar ainda mais em seres humanos, então nossa esperança é que esta seja a primeira formulação bi-semanal ou uma vez por mês para pessoas com diabetes tipo 2”.

Atualmente, o tratamento de controle de glicose de maior duração no mercado, dulaglutide, requer uma injeção semanal, enquanto que as terapias de insulina padrão muitas vezes precisam ser injetadas duas vezes mais por dia.

Apesar de uma variedade de opções de tratamento, a gestão do diabetes tipo 2 ainda representa um problema. Os pacientes nem sempre atingem seus objetivos glicêmicos, e a adesão a um plano de tratamento que depende de doses freqüentes e específicas de refeições deixa espaço para erros humanos. Ao limitar o número de injeções, uma pessoa precisará controlar seus níveis de glicose, os pesquisadores esperam que esta nova ferramenta melhore as opções de tratamento para a doença.

Os pesquisadores agora planejam estudar a resposta imune a injeções repetidas e testar o material com outros modelos de animais. Chilkoti e Luginbuhl também estão considerando aplicações adicionais para o sistema de liberação controlada, como a entrega de medicação para dor.

Chilkoti também disse que, porque o fármaco é sintetizado dentro de culturas bacterianas de E. coli em vez de células de mamíferos, é mais barato e mais rápido produzir, tornando-o um alvo potencial para uso em países em desenvolvimento, quando comercializado.

 

Referência:

  1. Kelli M. Luginbuhl, Jeffrey L. Schaal, Bret Umstead, Eric M. Mastria, Xinghai Li, Samagya Banskota, Susan Arnold, Mark Feinglos, David D’Alessio, Ashutosh Chilkoti. Controle de glicose de uma semana por meio de cinética de liberação de ordem zero à partir de um depósito injetável de péptido-1 de tipo glucagonado fundido em um biopolímero termosensível. Nature Biomedical Engineering , 2017; 1: 0078 DOI: 10.1038 / s41551-017-0078

 

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