Ein MIT-led-research-team hat eine Droge, Kapsel, dass könnte verwendet werden, um orale Dosen von insulin, die möglicherweise ersetzen die Injektionen, die Menschen mit Typ-2-diabetes haben, sich selbst zu geben jeden Tag.
Über die Größe einer Heidelbeere, die Kapsel enthält eine kleine Nadel aus der komprimierten insulin, die injiziert wird, nachdem die Kapsel den Magen erreicht. In tests an Tieren zeigten die Forscher, dass Sie genügend insulin, um den Blutzuckerspiegel senken zu Ebenen vergleichbar mit denen produziert von Injektionen gegeben durch die Haut. Sie zeigten auch, dass das Gerät angepasst werden kann, liefern andere protein-Drogen.
“Wir sind sehr zuversichtlich, dass diese neue Art von Kapsel könnte eines Tages helfen, Diabetes-Patienten und vielleicht, wer erfordert Therapien, die jetzt nur durch Injektion oder infusion,” sagt Robert Langer, die David H. Koch Instituts-Professor, ein Mitglied des MIT-Koch-Institut für Integrative Cancer Research und einer der leitenden Autoren der Studie.
Giovanni Traverso, assistant professor an der Brigham and Women s Hospital, Harvard Medical School und visiting scientist in MIT ‘ s Department of Mechanical Engineering, wo er ab, als ein Mitglied der Fakultät im Jahr 2019 ist auch ein senior-Autor der Studie. Der erste Autor des Papiers, das erscheint in der Februar-8 Ausgabe der Wissenschaft, ist MIT student Alex Abramson. Das Forschungs-team gehören auch Wissenschaftler aus der Pharma-Unternehmen Novo Nordisk.
Selbst-Orientierung
Vor einigen Jahren, Traverso, Langer, und Ihre Kollegen entwickelten eine Pille beschichtet mit vielen winzigen Nadeln, die verwendet werden könnten, um Drogen Spritzen, in die Auskleidung des Magens oder des Dünndarms. Für die neue Kapsel, in der Forscher verändert das design zu haben, nur eine Nadel, so dass Sie zu vermeiden, Injektion von Medikamenten in das innere des Magens, wo Sie zerbrochen werden, durch die Magensäure, bevor er jede Wirkung.
Die Spitze der Nadel ist aus fast 100 Prozent komprimiert, gefriergetrocknet insulin, mit dem gleichen Prozess verwendet, um die form von Tabletten der Medizin. Die Welle der Nadel, die nicht in die Bauch Wand, hergestellt aus anderen biologisch abbaubaren material.
Innerhalb der Kapsel, die Nadel befestigt ist, eine komprimierte Feder, die ist in Position gehalten durch eine Platte aus Zucker. Wenn die Kapsel verschluckt, Wasser in den Magen löst sich der Zucker Festplatte, die Freigabe der Feder und die Injektion der Nadel in der Magenwand.
Die Magenwand hat keine Schmerzrezeptoren, so dass die Forscher glauben, dass die Patienten nicht in der Lage, spüren Sie die Injektion. Um sicherzustellen, dass das Medikament injiziert wird, in der Magen Wand, die Forscher entwickelt das system so, dass, egal wie die Kapsel landet im Magen, es kann sich orientieren, so dass die Nadel in Kontakt mit der Auskleidung des Magens.
“Sobald Sie es nehmen, Sie möchten, dass das system selbst-rechts, so dass Sie sicherstellen können, Kontakt mit dem Gewebe”, Traverso sagt.
Die Forscher zogen Ihre inspiration für die selbst-Orientierung-feature von einer Schildkröte bekannt als der leopard-Schildkröte. Diese Schildkröte, die sich in Afrika, hat eine shell, mit einen hohen, steilen Kuppel, so dass es zu Recht an sich, wenn Sie rollt sich auf den Rücken. Die Forscher verwendeten computer-Modellierung zu kommen mit einer Variante dieser Form für Ihre Kapsel, die es ermöglicht, sich neu ausrichten, auch in der dynamischen Umgebung des Magens.
“Wichtig ist, dass wir die Nadel in Kontakt mit dem Gewebe, wenn es injiziert wird,”, sagt Abramson. “Auch, wenn eine person waren, sich zu bewegen oder der Magen waren zu Knurren, das Gerät würde sich nicht bewegen, aus seiner bevorzugten Orientierung.”
Sobald die Spitze der Nadel eingespritzt wird, in der Magen Wand, die insulin löst bei einer rate gesteuert werden kann, indem die Forscher als die Kapsel ist bereit. In dieser Studie, es dauerte etwa eine Stunde für alle, die insulin, um vollständig in die Blutbahn abgegeben.
Einfacher für Patienten
In tests bei Schweinen, die Forscher zeigten, dass Sie konnten erfolgreich liefern bis zu 300 Mikrogramm von insulin. Mehr kürzlich, dass Sie in der Lage Erhöhung der Dosis auf 5 mg, die vergleichbar ist mit der Menge, die ein patient mit Typ-2-diabetes benötigen würde, zu injizieren.
Nachdem die Kapsel Versionen Ihrer Inhalte, kann es passieren harmlos durch das Verdauungssystem. Fanden die Forscher keine negativen Effekte aus der Kapsel, die aus biologisch abbaubaren polymer und Edelstahl-Komponenten.
Das MIT-team ist jetzt die weitere Zusammenarbeit mit Novo Nordisk an der Weiterentwicklung der Technologie und die Optimierung des Herstellungsprozesses für die Kapseln. Sie glauben, dass diese Art von drug-delivery-könnte nützlich sein, für jede protein-Medikament, das normalerweise gespritzt werden, wie Immunsuppression zur Behandlung von rheumatoider arthritis oder chronisch entzündlichen Darmerkrankungen. Es kann auch für Nukleinsäuren, wie DNA und RNA.
“Unsere motivation ist, um es einfacher für die Patienten, die Medikamente einnehmen, insbesondere Medikamente, die erfordern, dass eine Injektion,” Traverso sagt. “Der Klassiker ist insulin, aber es gibt viele andere.”
Finanziert wurde die Forschung von Novo Nordisk, die Nationalen Institute der Gesundheit, National Science Foundation Graduate Research Fellowship, Brigham and Women ‘ s Hospital, ein Wikinger Olaf Björk-Forschungs-Stipendium, und das MIT Undergraduate Research Opportunities-Programm.
Andere Autoren des Papiers enthalten Ester Caffarel-Salvador, Minsoo Khang, David Dellal, David Silverstein, Yuan Gao, Morten Revsgaard Frederiksen, Andreas Vegge, Franz Hubalek, Jorrit Wasser, Anders Friderichsen, Johannes Fels, Rikke Kaae Kirk, Cody Cleveland, Freude Collins, Siddartha Tamang, Alison Hayward, Tomas Landh, Stephen Buckley, Niclas Roxhed, und Ulrik Rahbek.