За много хора с диабет контролирането на нивата на кръвната захар изисква ежедневни инжекции с инсулин, но сега учените са изобретили нов гел на полимерна основа, който може да доставя инсулин през кожата без игли. Гелът, описан в проучване от ноември в списанието "Nature", нормализира нивата на кръвната захар при диабетни мишки и прасета в рамките на един до два часа след нанасянето. След това кръвната захар на животните се е задържала в нормални граници за приблизително 12 часа.
Снимка: iStock
Скоростта и дългосрочните ефекти на гела са сравними с тези на "базалните" инсулинови инжекции, които доставят постоянна доза, която стабилизира кръвната захар между храненията и през нощта. Те обикновено се използват заедно с бързодействащ инсулин, който се приема точно преди, по време или след хранене, за да контролира големите скокове в кръвната захар, предизвикани от храната. Гелът е "механично елегантен", каза Сучетан Пал, доцент и ръководител на Лабораторията за биоматериали в Индийския институт по технологии в Бхилай, който не е участвал в изследването.
Още: Какво да ядете преди лягане, без да вдигнете кръвната захар
Въпреки това, засега той все още е строго експериментален. До момента гелът е тестван само върху мишки и прасета, а не върху хора, каза Пал в имейл до "Live Science". Човешката кожа, която е променлива по дебелина, съдържание на мазнини и pH, може да се държи по различен начин от кожата на животните.
Как гелът преминава през защитните бариери на кожата
Снимка: iStock
Външният слой на човешката кожа, роговият слой, е с дебелина само около 10 до 15 микрометра, по-тънък от човешки косъм. Но мъртвите клетки и мазнини, които съставляват слоя, образуват щит, който е труден за проникване. Докато някои малки молекули могат да преминат тази бариера, по-големите протеини, като инсулинът, обикновено не могат.
Още: Как ежедневният ви избор на храна тайно оформя кръвната захар
Екипът, стоящ зад проучването, преодолява това предизвикателство, като създава полимер, реагиращ на pH, който нарича OP. При pH около 5 повърхността на кожата е кисела, докато по-дълбоките слоеве на кожата са по-близо до неутрално pH от 7. На повърхността на кожата полимерът OP се зарежда положително. Този положителен заряд му помага да се прилепи към мастните киселини в кожата, подобно на противоположните полюси на магнит, които се привличат.
Снимка: iStock
С постепенното повишаване на pH в по-дълбоките слоеве, полимерът OP преминава в неутрално състояние, което му позволява да се разпространява през мазнините в кожата. Инсулинът, който е химически свързан с полимера, по този начин се пренася през слоевете на кожата, през които нормално не би могъл да проникне сам.
Още: Каква е разликата между инсулинова резистентност и диабет
Лабораторни тестове с кожа от мишки и прасета потвърждават, че OP прониква във всички слоеве на кожата, докато инсулинът сам по себе си остава залепен на повърхността. След това изследователите тестват дали нанасянето на OP-инсулинов гел върху кожата на животните може да понижи кръвната им захар.
Снимка: iStock
При мишки с диабет, нанасянето на гела веднъж понижава кръвната им захар до нормални нива за около час и я поддържа в тези нива за около 12 часа. Пал обаче отбелязва, че този ефект изисква много висока доза OP-инсулин от 116 единици на килограм телесно тегло (U/kg) – далеч над типичната доза инсулин за хора. Това може да породи опасения, че доставянето на инсулин през кожата може да не е достатъчно ефективно.
Още: Лекар: Каква е нормата на инсулин на гладно?
Но е важно да се отбележи, че изследователите са успели да използват по-ниска доза при миниатюрни прасета с диабет, чиято кожа много прилича на тази на хората. С помощта на единична доза от около 7,25 U/kg гелът възстановява кръвната захар на прасетата до нормални нива. Екипът установява, че многократното използване на гела не предизвиква кожни раздразнения или възпаления.
Необходими са допълнителни изследвания
Снимка: iStock
Ако тези резултати при животни се пренесат и при хората, безигленият инсулинов гел би могъл да помогне на пациенти, които се страхуват от игли или изпитват отвращение към тях, като по този начин допринесе за подобряване на спазването на лечението и облекчаване на тежестта на управлението на диабета.
12-часовият ефект предполага, че гелът може да служи като дългодействащ инсулин за осигуряване на "фоново" контролиране на кръвната захар, въпреки че пациентите все пак ще се нуждаят от бързодействащи дози по време на хранене. Тъй като абсорбцията на гела в кръвния поток е по-бавна и по-стабилна от тази на инжекцията, той не може бързо да обърне високата кръвна захар в спешни случаи, отбеляза Пал.
Снимка: iStock
Авторите се надяват, че този полимерен подход може да се разшири отвъд доставката на инсулин, тъй като работят по адаптирането на OP за пренасяне на GLP-1 агонисти, като семаглутид (Ozempic), и други терапевтични протеини. Въпреки това, експертите предупреждават, че все още има препятствия, преди гелът да бъде одобрен за употреба при хора.
"Полимерът не е показал никакви странични ефекти при мишки или прасета", заявява в имейл до "Live Science" водещият автор на проучването Юцин Шен, професор във Факултета по химическо и биологично инженерство в Университета на Чжъцзян в Китай. "Но хората използват инсулин от десетилетия, така че трябва да проучим дългосрочната токсичност." Шен също така казва, че дозата инсулин, доставяна чрез гела, трябва да се контролира внимателно, тъй като прекалено голямото количество може да доведе до опасно ниско ниво на кръвната захар.
Снимка: iStock
В обобщение, разработчиците ще се нуждаят от обширни предклинични проучвания за безопасност, подаване на заявление за ново лекарство за изследване (IND) в Агенцията по храните и лекарствата и клинични изпитвания върху хора, преди инсулиновата терапия чрез кожата да може да достигне до пациентите. Макар експериментите с прасета да предлагат по-добър модел на човешката кожа в сравнение с мишките, Пал също така предупреди, че по-ниската доза инсулин има по-ниска ефикасност.
Това подчертава колко много разработки са все още необходими, за да се постигне ефективно доставяне на инсулин в безопасни и клинично значими дози за хора. Дългосрочната безопасност на многократното използване на гела също е неизвестна. В бъдеще екипът ще трябва да определи оптималната формула и дозировка на гела, да измисли начин за увеличаване на производството му и да проведе клинични изпитвания, каза Пал. Въпреки това той намира идеята за вълнуваща и вярва, че тя може да отвори пътя за лечение на диабета без игли, пише още "Live Science".
Цялото проучване ще откриете в "Nature".
