На шаг ближе в направлении создания пероральной формы инсулина

Ученые из Калифорнийского Университета в Санта-Барбаре (University of California Santa Barbara, США) продемонстрировали, что разработанное ими уникальное устройство для контроля концентрации инсулина в крови эффективно у крыс с сахарным диабетом. Устройство представляет собой пластырь, который приклеивается к слизистой оболочке кишечника после того, как испытуемый проглотит специальную капсулу. Результаты этого исследования были оглашены на ежегодной конференции и выставке Американской Ассоциации Фармакологов 2015 (American Association of Pharmaceutical Scientists, AAPS).

Сахарный диабет – группа метаболических нарушений, вызванных нарушением способности организма вырабатывать инсулин – гормон, регулирующий концентрацию глюкозы в крови. По данным Центра Контроля Заболеваний (Center for Disease Control, США), только в США сахарный диабет диагностирован у приблизительно 29,1 млн. человек. Это заболевание вносит основной вклад в смертность населения, вызывая более 230 тыс. смертей в год, ассоциированных с сопутствующими осложнениями. Терапия инсулином является важной частью лечения сахарного диабета, поскольку она помогает нормализовать концентрацию сахара в крови. Существующий в продаже инсулин – лекарственный препарат для инъекций, и в настоящее время не существует способов, позволяющих создать пероральный инсулин, так как пищеварительные ферменты в желудочно-кишечном тракте разрушают этот белок, делая его неактивным.

Самир Митраготри (Samir Mitragotri), профессор Колледжа Инженерии при Калифорнийском Университете в Санта-Барбаре (College of Engineering at the University of California Santa Barbara, США), и Амрита Банержи (Amrita Banerjee) создали пластыри из мукоадгезивных полимеров, насыщенные инсулином и усилителем кишечной проницаемости. Уникальные пластыри помещены в капсулы, покрытые кишечнорастворимой оболочкой, которая начинает растворяться, оказавшись в кишечнике, после чего пластыри высвобождаются и затем приклеиваются к стенке кишечника для сайт-специфической доставки инсулина. «Мы создали технологию с несколькими инновационными характеристиками. Наши мукоадгезивные устройства помещаются внутрь небольшой капсулы, а затем эффективно доставляют лекарство в кишечник. Пероральная доставка инсулина имеет множество преимуществ», – говорит Митраготри.

Мукоадгезивную прочность пластырей определяли в экспериментах с кишечниками свиней. Через 30 минут пластыри постепенно откреплялись от стенок кишечника, и ученые с помощью микровесов измеряли силу, необходимую для того, чтобы оторвать пластыри от слизистой оболочки кишечника. Эффективность пластырей оценивалась на крысах с моделью сахарного диабета, которые в течение ночи не получали корма, а утром в их пищу добавили капсулы с разработанными пластырями. У животных определяли концентрацию глюкозы в крови в различные моменты времени в течение 8 часов с помощью коммерческого глюкометра, чтобы оценить процентное снижение концентрации глюкозы.

В течение 5 часов пластыри выделили весь содержащийся в них инсулин и усилитель кишечной проницаемости, при этом они продемонстрировали очень высокую мукоадгезивную силу в 24,22 ± 2,85 мН, что в 100 раз больше веса каждого пластыря. Результаты исследования эффективности пластырей in vivo показали, что инсулиновые пластыри, содержащие 10% усилителя проницаемости, были наиболее эффективны, поскольку концентрация глюкозы в крови снизилась до 69±2,41% относительно первоначальной концентрации, по сравнению с контрольной группой, в которой не проводилось лечение и в которой не произошло снижения концентрации глюкозы в крови с течением времени.

На следующем этапе Банержи планирует продолжить исследования новой технологии в условиях in vivo на крысах, чтобы оценить возможности пластыря на предмет быстрого и, наоборот, пролонгированного высвобождения инсулина. Исследовательская команда Митраготри будет оценивать пероральную доставку других пептидных препаратов для лечения сахарного диабета (эксенатида) и остеопороза (кальцитонина).

По материалам American Association of Pharmaceutical Scientists