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Insulina intelligente
Mantenere uno stretto controllo sui livelli di zucchero nel sangue è una sfida quotidiana per le persone con diabete: richiede un monitoraggio costante e più iniezioni di insulina ogni giorno. Ora l'azienda biotech SmartCells , con sede a Beverly, MA, sta sviluppando un farmaco che potrebbe svolgere la maggior parte del lavoro pesante nel controllo del diabete. Il farmaco iniettabile, chiamato SmartInsulin, rileva livelli elevati di glucosio e dispensa automaticamente l'insulina su richiesta. Quando i livelli di glucosio diminuiscono, il farmaco si stabilizza, intrappolando l'insulina fino al successivo picco di glucosio. Tale farmaco può ridurre il numero di iniezioni di insulina necessarie a una volta al giorno.
Scatti intelligenti: Un nuovo farmaco che rileva i livelli di glucosio e fornisce insulina su richiesta può ridurre il numero di iniezioni giornaliere per i pazienti con diabete. SmartInsulin funziona tramite un legame competitivo, in cui l'insulina (linee arancioni), attaccata a un gruppo di zucchero (esagoni arancioni), si lega a una molecola legante lo zucchero (cerchio blu) in soluzione. Quando il glucosio (esagoni blu) nel corpo è alto, compete con l'insulina per legarsi alle molecole che legano lo zucchero, spostando l'insulina e rilasciandola nel flusso sanguigno secondo necessità.
Todd Sion , fondatore e CEO di SmartCells, afferma che un tale farmaco autoregolante può anche ridurre il rischio di ipoglicemia, un potenziale pericolo associato alle attuali terapie per il diabete. Scoprirai che con qualsiasi persona che assume insulina [che] il rischio più pericoloso è il sovradosaggio accidentale o l'impossibilità di prevedere come oscillerà la glicemia dopo un pasto, afferma Zion. Dal punto di vista del trattamento, questo [farmaco] eliminerebbe il rischio di una glicemia pericolosamente bassa.
Normalmente, le cellule beta del pancreas rilasciano l'ormone insulina nel flusso sanguigno in risposta a livelli elevati di glucosio. L'ormone riduce i livelli di glucosio aiutando le cellule del corpo ad assorbirlo come combustibile. Nel diabete, la produzione di insulina è ridotta, portando a livelli anormalmente elevati di glucosio circolante. Ciò si traduce in gravi conseguenze, tra cui visione offuscata, cambiamenti nel metabolismo e improvvisa perdita di peso.
I pazienti diabetici attualmente assumono insulina tramite penne e siringhe tradizionali, che erogano una singola dose del farmaco, o tramite pompe per insulina, che forniscono basse dosi continue durante il giorno e possono fornire insulina durante i periodi in cui non è necessaria. L'alternativa di SmartCells è quella di modificare chimicamente l'insulina in modo tale che l'ormone attivo venga rilasciato solo in presenza di una certa concentrazione di glucosio. Al di sotto di tale livello, l'insulina rimane legata e insolubile fino al successivo picco di zucchero nel sangue.
Zion ha sviluppato la tecnologia mentre lavorava come dottoranda nel Nanostructured Materials Lab del MIT, guidato dal professor Jackie Ying. Nei suoi esperimenti, Zion ha modificato l'insulina attaccandola chimicamente a un polimero biodegradabile contenente gruppi di zucchero appiccicoso. Lo ha poi miscelato in soluzione con una molecola legante lo zucchero, che, in assenza di altri zuccheri, si lega immediatamente ai gruppi zuccherini legati all'insulina. Man mano che più molecole leganti si attaccano all'insulina più modificata, si forma una rete che mantiene l'insulina in posizione. Quando il glucosio viene aggiunto al sistema, spinge via il gruppo di zucchero appiccicoso legato all'insulina, aggrappandosi alla molecola che si lega allo zucchero. Più glucosio c'è, più insulina viene rilasciata dalla rete, dissolvendosi. Puoi vedere queste particelle restringersi e l'insulina che ne esce, a seconda di quanto velocemente vengono attaccate dallo zucchero dal corpo, dice Zion.
L'azienda ha testato il farmaco su centinaia di roditori e recentemente è passata a studi sui maiali che non producono abbastanza modelli di insulina che potrebbero assomigliare più da vicino all'ambiente diabetico negli esseri umani. Negli esperimenti, i ricercatori hanno iniettato il farmaco in animali diabetici e hanno seguito iniezioni di zucchero per simulare un pasto. Hanno monitorato le concentrazioni di zucchero nel sangue con monitor di glucosio continui e hanno anche notato la quantità di insulina rilasciata in risposta all'aumento del glucosio. Finora, il team di Zion ha osservato che il farmaco è in grado di rilevare e adattarsi ai livelli di glucosio fluttuanti e fornire insulina secondo necessità, mantenendo stabili le concentrazioni ed evitando overdose di insulina che possono portare all'ipoglicemia. Il gruppo prevede di confrontare la tecnologia con i dispositivi per la somministrazione di insulina esistenti in futuro.
L'idea di avere un'insulina che risponde al glucosio e di fare un'iniezione una volta al giorno, o ogni tre o quattro giorni, sarebbe un meraviglioso progresso per i diabetici, afferma Michael Sefton , professore di ingegneria chimica e chimica applicata all'Università di Toronto. Ciò potrebbe consentire loro di controllare meglio la glicemia e abbinare la somministrazione di insulina al loro fabbisogno di insulina. Sebbene i dati iniziali sembrino promettenti, afferma Sefton, non è ancora chiaro se il farmaco funzioni abbastanza velocemente da essere efficace negli esseri umani.
Zion mira a iniziare gli studi clinici entro i prossimi due anni. La scorsa settimana, SmartCells ha ricevuto $ 1 milione per finanziare studi di sicurezza ed efficacia negli studi preclinici sugli animali come parte di una partnership con il Fondazione per la ricerca sul diabete giovanile .
Prima di iniziare gli studi clinici, i ricercatori dovranno assicurarsi che il farmaco sia, in sostanza, infallibile, ovvero che non ci siano segnali molecolari diversi dal glucosio che potrebbero rilasciare inutilmente insulina nel flusso sanguigno, afferma Federico Schoen , professore di patologia e scienze e tecnologia della salute presso la Harvard Medical School. Devi evitare esplosioni di insulina, che possono essere pericolose, dice Schoen. È un concetto entusiasmante e dovrebbe essere perseguito, ma a molte domande dovrebbe essere data risposta lungo la strada.