Diabetes: Die Insulinpille könnte endlich da sein
Personen mit Typ-1-Diabetes müssen sich täglich die erforderliche Insulindosis injizieren, um ihren Zustand zu behandeln. In Zukunft sind möglicherweise keine Injektionen mehr erforderlich. Wissenschaftler entwickeln einen praktikablen Weg, um Insulin in Pillenform abzugeben.
Typ-1-Diabetes ist eine weniger verbreitete Form der Krankheit, die im Gegensatz zu Typ-2-Diabetes häufig erblich bedingt und nicht vermeidbar ist.
Bei Typ-1-Diabetes greift das Immunsystem fälschlicherweise die Zellen der Bauchspeicheldrüse an und schädigt sie, die Insulin produzieren, ein Hormon, das für die Regulierung des Blutzuckerspiegels von entscheidender Bedeutung ist.
Nicht gemanagter Typ-1-Diabetes kann aufgrund des unregulierten Blutzuckerspiegels viele Gesundheitsprobleme verursachen.
Um Komplikationen vorzubeugen und den Zustand unter Kontrolle zu halten, müssen Personen, bei denen diese Art von Diabetes diagnostiziert wurde, tägliche Insulindosen erhalten, die entweder durch Injektionen oder Insulinpumpen in den Blutkreislauf abgegeben werden.
Diese Methoden sind jedoch umständlich und mehrere tägliche Injektionen sind störend und unangenehm - insbesondere für Personen mit Nadelphobie.
Eine orale Verabreichung von Insulin in Pillenform wäre eine bevorzugte Alternative. Leider verschlechtert sich Insulin schnell, wenn es mit Magensäure oder Verdauungsenzymen in Kontakt kommt.
Forscher waren bisher erfolglos bei ihren Versuchen, eine Beschichtung zu entwickeln, die Insulin sicher über die Hindernisse des Verdauungssystems hinaus in den Blutkreislauf transportiert.
Kürzlich hat jedoch ein Team von Spezialisten der Harvard John A. Paulson School für Ingenieurwissenschaften und angewandte Wissenschaften in Cambridge, MA, eine Pille entwickelt, die diese Aufgabe erfüllen kann.
„Nach der Einnahme muss Insulin einen herausfordernden Hindernisparcours überwinden, bevor es effektiv in den Blutkreislauf aufgenommen werden kann“, sagt der leitende Studienautor Samir Mitragotri.
Mitragotri und sein Team beschreiben ihre Forschung und die von ihnen entwickelte Pille zur Insulinabgabe in einem Artikel, der jetzt in der Zeitschrift veröffentlicht wird PNAS.
"Wie ein Schweizer Taschenmesser"
Die Forscher entwickelten eine komplexe Pillenbeschichtung, die das Insulin vor Magensäure und den Enzymen des Dünndarms schützen und auch die Schutzbarrieren des Darms durchdringen soll.
In diese Pille würde Insulin in eine ionische Flüssigkeit eingeführt, die Cholin und Geransäure enthält, die selbst in einer enterischen Beschichtung eingekapselt ist, die gegen Magensäure resistent ist.
Die enterische Beschichtung schützt den Rest vor der sauren Umgebung des Magens und löst sich nur im Dünndarm auf. Hier würde die ionische Flüssigkeit den Verdauungsenzymen widerstehen und das Insulin gegen sie abschirmen.
"Wenn ein Proteinmolekül wie Insulin in den Darm gelangt", sagt die Erstautorin Amrita Banerjee, "gibt es viele Enzyme, deren Funktion darin besteht, die Proteine in kleinere Aminosäuren abzubauen." Sie fügt jedoch hinzu: "Das in ionischer Flüssigkeit enthaltene Insulin bleibt stabil."
Und die Kombination von Cholin und Geransäure kann dann sowohl den Schleim, der den Dünndarm auskleidet, als auch die dichte Zellwand des Darms selbst durchdringen.
"Unser Ansatz ist wie bei einem Schweizer Taschenmesser, bei dem eine Pille Werkzeuge enthält, um jedes der Hindernisse zu überwinden, auf die man stößt."
Samir Mitragotri
Die Wissenschaftler stellen außerdem fest, dass die Pille leicht herzustellen ist, dass dieses Verfahren kostengünstiger als die anderen Therapien wäre und dass die Pille nicht leicht verderblich ist - sie kann bis zu 2 Monate bei Raumtemperatur sicher aufbewahrt werden - und länger überlebt als ein Teil des injizierbaren Insulins, das derzeit verteilt ist.
Bemerkenswerte Ergebnisse
Nach so vielen Versuchen und Irrtümern, einen Weg zur oralen Insulinabgabe zu finden, loben andere Spezialisten nun die an der neuen Studie beteiligten Forscher für ihre Leistung.
"Es war der heilige Gral der Arzneimittelabgabe, Wege zu entwickeln, um Protein- und Peptidarzneimittel wie Insulin oral anstelle einer Injektion zu verabreichen", erklärt Mark Prausnitz, Professor der Regenten und J. Erskine Love, Jr., Lehrstuhl für chemische und biomolekulare Verfahrenstechnik am Georgia Institute of Technology in Atlanta.
„Diese Studie zeigt bemerkenswerte Ergebnisse, bei denen Insulin, das oral in Kombination mit einer ionischen Flüssigkeit verabreicht wird, ungefähr so gut wirkt wie eine herkömmliche Injektion. Die Auswirkungen dieser Arbeit auf die Medizin könnten enorm sein, wenn die Ergebnisse in Pillen umgesetzt werden können, die dem Menschen sicher und effektiv Insulin und andere Peptidarzneimittel verabreichen “, fügt er hinzu.
Oral verabreichtes Insulin, erklären die Forscher, würde das Blut auf eine Weise erreichen, die der natürlichen Freisetzung von Insulin durch die Bauchspeicheldrüse ähnlicher ist. Dieses Verfahren kann auch die nachteiligen Wirkungen verringern, die mit dem Erhalt wiederholter Insulininjektionen verbunden sind.
Mitragotri erklärt, dass der nächste Schritt von hier aus darin bestehen wird, weitere Studien an Tiermodellen durchzuführen und sicherzustellen, dass die von ihnen entwickelte Pille für Verschlucken völlig sicher ist, obwohl die Wissenschaftler völlig optimistisch sind.
Sie sagen, dass Cholin und Geransäure bereits als sichere Verbindungen gelten, und sie hoffen, dass dies dazu beitragen wird, den Weg zu klinischen Studien am Menschen zu ebnen.
