Muchos medicamentos, especialmente los que están hechos de proteínas, no pueden tomarse por vía oral porque se descomponen en el tracto gastrointestinal antes de que surtan efecto. Un ejemplo es la insulina, que los pacientes con diabetes deben inyectarse diariamente o incluso con mayor frecuencia.
Con la esperanza de encontrar una alternativa a esas inyecciones, los ingenieros del MIT, trabajando con científicos de Novo Nordisk, han diseñado una nueva cápsula de drogas que puede transportar insulina u otras proteínas y protegerlas del ambiente hostil del tracto gastrointestinal.Cuando la cápsula llega al intestino delgado, se descompone para revelar microagujas solubles que se unen a la pared intestinal y liberan el fármaco para su absorción en el torrente sanguíneo.
"Estamos realmente satisfechos con los últimos resultados del nuevo dispositivo de administración oral que nuestros miembros de laboratorio han desarrollado con nuestros colaboradores, y esperamos ver que ayudará a las personas con diabetes y a otras personas en el futuro", dice Robert Langer, elProfesor del Instituto David H. Koch en el MIT y miembro del Instituto Koch para la Investigación Integral del Cáncer.
En pruebas en cerdos, los investigadores mostraron que esta cápsula podía cargar una cantidad comparable de insulina a la de una inyección, lo que permite una rápida absorción en el torrente sanguíneo después de que se liberaron las microagujas.
Langer y Giovanni Traverso, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT y gastroenterólogo en el Hospital Brigham and Women's, son los autores principales del estudio, que aparece hoy en medicina natural . Los autores principales del artículo son el reciente receptor del doctorado del MIT Alex Abramson y el ex postdoc del MIT Ester Caffarel-Salvador.
entrega de microagujas
Langer y Traverso han desarrollado previamente varias estrategias novedosas para el suministro oral de medicamentos que generalmente deben inyectarse. Esos esfuerzos incluyen una píldora cubierta con muchas agujas pequeñas, así como estructuras en forma de estrella que se despliegan y pueden permanecer en el estómago desdedías a semanas mientras libera drogas.
"Gran parte de este trabajo está motivado por el reconocimiento de que tanto los pacientes como los proveedores de atención médica prefieren la vía de administración oral sobre la inyectable", dice Traverso.
A principios de este año, desarrollaron una cápsula del tamaño de un arándano que contiene una pequeña aguja hecha de insulina comprimida. Al llegar al estómago, la aguja inyecta el medicamento en el revestimiento del estómago. En el nuevo estudio, los investigadores se propusieron desarrollar una cápsulaeso podría inyectar su contenido en la pared del intestino delgado.
Traverso dice que la mayoría de las drogas se absorben a través del intestino delgado, en parte debido a su área de superficie extremadamente grande: 250 metros cuadrados, o aproximadamente del tamaño de una cancha de tenis. Además, Traverso señaló que en esta parte faltan receptores de dolordel cuerpo, lo que permite microinyecciones sin dolor en el intestino delgado para administrar medicamentos como la insulina.
Para permitir que su cápsula llegue al intestino delgado y realice estas microinyecciones, los investigadores lo recubrieron con un polímero que puede sobrevivir al ambiente ácido del estómago, que tiene un pH de 1.5 a 3.5. Cuando la cápsula alcanza el pequeñointestino, el pH más alto alrededor de 6 hace que se rompa y se abren tres brazos cruzados dentro de la cápsula.
Cada brazo contiene parches de microagujas de 1 milímetro de largo que pueden transportar insulina u otras drogas. Cuando los brazos se abren, la fuerza de su liberación permite que las pequeñas microagujas penetren en la capa superior del tejido del intestino delgado. Después de la inserción, las agujas se disuelven y liberan la droga.
"Realizamos numerosas pruebas de seguridad en tejidos animales y humanos para garantizar que el evento de penetración permitiera la administración del medicamento sin causar una perforación de espesor total o cualquier otro evento adverso grave", dice Abramson.
Para reducir el riesgo de bloqueo en el intestino, los investigadores diseñaron los brazos para que se rompieran después de aplicar los parches de microagujas.
demostración de insulina
En pruebas en cerdos, los investigadores mostraron que las cápsulas de 30 milímetros de largo podían administrar dosis de insulina de manera efectiva y generar una respuesta inmediata para reducir la glucosa en sangre. También mostraron que no se formaron bloqueos en el intestino y los brazos fueron excretadosde manera segura después de aplicar los parches de microagujas.
"Diseñamos los brazos de manera que mantuvieran la fuerza suficiente para administrar las microagujas de insulina a la pared del intestino delgado, mientras se disolvían en varias horas para evitar la obstrucción del tracto gastrointestinal", dice Caffarel-Salvador.
Aunque los investigadores usaron insulina para demostrar el nuevo sistema, creen que también podría usarse para administrar otros medicamentos proteicos como hormonas, enzimas o anticuerpos, así como medicamentos basados en ARN.
"Podemos administrar insulina, pero vemos aplicaciones para muchas otras terapias y posiblemente vacunas", dice Traverso. "Estamos trabajando muy de cerca con nuestros colaboradores para identificar los próximos pasos y aplicaciones donde podemos tener el mayor impacto".
La investigación fue financiada por Novo Nordisk y los Institutos Nacionales de Salud. Otros autores del documento incluyen a Vance Soares, Daniel Minahan, Ryan Yu Tian, Xiaoya Lu, David Dellal, Yuan Gao, Soyoung Kim, Jacob Wainer, Joy Collins,Siddartha Tamang, Alison Hayward, Tadayuki Yoshitake, Hsiang-Chieh Lee, James Fujimoto, Johannes Fels, Morten Revsgaard Frederiksen, Ulrik Rahbek y Niclas Roxhed.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Anne Trafton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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