Diabetem trpí stovky milionů lidí po celém světě, většina si musí inzulin podávat injekčně. Nepříjemné injekce by mohla v budoucnu nahradit orálně podávaná kapsule. Vědci z New York University v Abu Dhabi nalezli způsob, jak inzulin vpravit do těla pomocí nanočástic, které se dokáží přes trávicí ústrojí dostat až do krevního oběhu. Navíc uvolní inzulin jen tehdy, je-li to potřeba. Své poznatky vědci publikovali v časopise Chemical Science.

Inzulin je v těle důležitý pro udržování glykémie (hladiny cukru v krvi) na správné hodnotě. V případě diabetu je hladina inzulinu nestálá a inzulin tak nemůže plnit svou funkci naplno. Za normálních okolností je třeba inzulin do těla pravidelně dodávat injekcemi do podkoží. Tento způsob však může být pro pacienty náročný, a nepříjemnost úkonu vede u některých pacientů k vynechávání dávek.

Aby mohl inzulin působit, je třeba jeho křehkou molekulu dostat neporušenou do krve. V případě jeho podání v běžné pilulce, je pilulka rozložena už v žaludku, stejně jako její obsah. Největším oříškem tedy pro vědce bylo zjistit, do čeho inzulin umístit, tak aby se dostal neporušený až ke střevní stěně, přes kterou by mohl vstoupit do krevního řečiště.

Právě takový systém dokázali vyvinout vědci z New York University Abu Dhabi, nazvali ho „imine-linked-covalent organic framework (nCOFs) nanoparticles“.V těchto gastro-rezistentních nCOF nanočásticích je inzulin plněn mezi nanovrstvy, které jej chrání před žaludečními kyselinami a enzymy, a následně umožňují inzulinu překonat střevní bariéru.

Jakmile se nCOFs dostanou do krevního oběhu, monitorují hladinu inzulinu v krvi a léčivo uvolňují jen v případě, že je to potřeba. Nanočástice mají totiž póry o velikosti molekuly glukózy. Při nárůstu glykémie vstupují molekuly glukózy dovnitř a zároveň fyzicky vytlačují ven molekuly inzulinu obsažené v nanočástici. Naopak při poklesu hladiny glukózy v krvi rychlost uvolňování inzulinu klesá.

„Naše práce překonává překážky ústního podání inzulinu díky nCOF nanočásticím, které ochrání inzulín v žaludku a zároveň ho uvolňují v závislosti na glukóze,“ říká hlavní autorka studie Farah Benyettou. „Tato technologie rychle odpovídá na zvýšený cukr v krvi, ale zároveň brání předávkování inzulinem. Dramaticky by mohla zvýšit osobní pohodu pacientů s diabetem.“

V laboratorních testech na potkanech s diabetem snížily nCOFs nanočástice hladinu glukózy v krvi na normální hladinu již během dvou hodin po podání nanočástic.

Další způsoby orálního podání inzulinu se stále vyvíjejí a některé byly již schváleny. Nový nCOF systém má však několik výhod. Nejen, že inzulin překonává cestu trávicím traktem, jde zároveň o první způsob uvolňování spouštěný zvýšením glykémie. Nanočástice mají navíc velkou kapacitu pro inzulin.

Jistě bude zapotřebí dalšího výzkumu pro studium možnosti přenosu těchto kladných poznatků na člověka, nicméně se jedná o slibné vyhlídky pro pacienty s diabetem.

Originální studie: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/SC/D0SC05328G#!divAbstract

Zdroj: NewAtlas

Obrázek: Nataliya Vaitkevich via Pexels