بیوپلیمری تزریقی برای کنترل هفتگی قندخون

5 ژوئن 2017- مهندسان بیومدیکال دانشگاه Duke، بیوپلیمری را تولید کرده اند که می تواند تنها با یک بار تزریق مقدار قند خون را برای مدت یک هفته یا بیشتر کنترل کند. این ابزار جدید قادر است جایگزین تزریق‌های روزانه‌ی انسولین شود و تعداد دفعات تزریق را به دو یا یک بار در ماه از طریق درمان با ،GLP1 برای افراد مبتلا به دیابت نوع 2 ، کاهش دهد.

محققان با ابداع یک مکانیسم انتشار کنترل شده‌ی دارویی و بهینه سازی زمان گردش آن در بدن توانستند، یک بیوپلی‌مر تزریقی جدید تولید کنند که قادر است جایگزین تزریقات روزانه یا هفتگی انسولین تنها با یک یا دو بار تزریق در ماه برای افراد مبتلا به دیابت نوع 2 شود.

توضیحاتی در مورد این درمان جدید در پنجم ژوئن درمجله Nature Biomedical Engineering منتشر شد.

 در بسیاری از درمانهایفعلی دیابت نوع 2 از یک مولکول سیگنالینگ بنام GLP1 یا glucagon-like peptide-1 برای انتشار مقادیر بیشتری انسولین از پانکراس برای کنترل قند خون استفاده شده است، اگر چه این پپتید دارای طول عمر کوتاهی است و به سرعت از بدن پاک می‌شود.

 پیش از این محققان برای افزایش زمان این درمان، مولکولهای GLP1 را به میکرواسفیرهای مصنوعی یا مولکولهای زیستی مانند آنتی بادیها متصل کردند و اینکار موجب فعال ماندن این مولکولها به مدت 2 تا 3 روز در موش و تا یک هفته در انسان گردید. علیرغم این بهبود، در بسیاری  از این درمانها، مکانیسمی برای کنترل انتشار این پپتید وجود نداشت و به همین دلیل اثربخشی درمان پس از استفاده‌ی طولانی مدت، خنثی می‌گردید.

 در تحقیق اخیر دانشمندان تکنولوژی جدیدی را برای اتصال مولکولهای GLP1 به یک "پلی مر شبه الاستین حساس به حرارت، یا ELP" در یک محلول ابداع کردند که می‌تواند با تزریق از طریق نیدل استاندارد به پوست، قند خون را کنترل کند. با ورود این بیوپلیمر به بدن، محلول به گرمای بدن واکنش داده و مانند یک ژل زیست تخریب پذیرعمل می کند و به آهستگی ذخیره‌ی دارویی خود را منتشر کرده و خود حل می‌شود. در آزمایشات حیوانی، نتیجه درمان کنترل قندخون تا 3 برابر طولانی‌تر از درمانهای فعلی بود.

 پرفسور Chilkoti مدیر دپارتمان مهندسی پزشکی در دانشگاه دوک و نویسنده‌ی ارشد این مقاله گفت: اگر چه ما این روش را در گذشته دنبال کرده بودیم اما یکی از دانشجویان دکترای من Kelli Luginbuhl، بطور سیستماتیک بر روی طراحی‌های متفاوت پلیمرهای زیستی تحویل دهنده‌ی دارو در سطح مولکولی تحقیق نمود و بهترین طراحی را برای حداکثر مدت زمان تحویل دارو تنها با یک بار تزریق، کشف کرد. با این کار، ما توانستیم مدت زمان اثر بخشی داروهای کوتاه اثر را برای دیابت نوع 2 به 3 برابر افزایش دهیم، که نسبت به سایر طرح‌های رقیب یک رکورد بی نظیر است.

محققان آزمایشگاه Chilkoti با تکیه بر کارهای قبلی خود بر روی داروها و سیستم‌های تحویل دارو، محلول مورد نظر را برای تنظیم مقدار قند خون در موشهای مدل دیابت نوع 2 بهینه سازی نموده و توانستند تنها با یک بار تزریق به مدت 10 روز قند خون موشها را کنترل کنند.

در آزمایشات بعدی، محققان توانستند این فورمولاسیون را بهینه کرده و کنترل قندخون را در میمون‌های رزوس به بیش از 14 روز پس از یک بار تزریق برسانند، در حالیکه انتشار دارو با یک نرخ ثابت در طول مدت مطالعه ادامه داشت.

Kelli Luginbuhl می‌گوید: آنچه در مورد این کار بسیار هیجان انگیز است توانایی ما در تحویل دارو به پستانداران غیر انسان برای کنترل قندخون به مدت 2 هفته بود، از آنجائیکه سوخت و ساز بدن ما کندتر از میمون‌ها و موشها است، این نوع درمان از نظر تئوری می‌تواند برای انسان برای مدت طولانی ‌تری اثر بخش باشد. ما امیدواریم که بتوانیم این فورمولاسیون را برای تزریق دو هفته یکبار یا یک بار در ماه برای افراد مبتلا به دیابت نوع 2 بهینه سازی کنیم.

با وجود گزینه‌های مختلف درمانی، همچنان مدیریت دیابت نوع 2 مشکل است، بیماران همیشه نمی‌توانند به اهداف قند خون خود برسند و پایبندی به برنامه‌ی درمانی که بطور مکرر باید دوز دارو بر اساس نوع غذا و فعالیت بدنی تنظیم گردد، خالی از خطا نخواهد بود. با محدود شدن تعداد دفعات تزریق دارو، شخص نیازی به کنترل مقدار قند خون خود بطور مکرر نخواهد داشت، محققان امیدوارند این ابزار جدید گزینه‌های درمانی برای دیابت نوع 2 را بهبود بخشد.

 محققان اکنون قصد دارند پاسخ ایمنی به تزریقات مکرر این محلول را بررسی کرده و این ماده را در سایر مدلهای حیوانی آزمایش کنند. پرفسور Chilkoti و Luginbuhl برای این سیستم تحویل دارو برنامه‌های کاربردی دیگری از جمله تحویل داروهای مسکن را در نظر دارند.

 پرفسور Chilkoti گفت: از آنجائیکه این دارو در داخل محیط کشت باکتری E. coli به جای سلولهای  پستانداران سنتز می‌شود، ارزانتر بوده و تولید آن سریع‌تر است و این مزایا آن را به یک هدف بالقوه برای استفاده در کشورهای  درحال توسعه پس از عرضه‌ی تجاری،  تبدیل می‌کند.

منبع:

Nature Biomedical Engineering, 2017; 1: 0078 DOI: 10.1038/s41551-017-0078

www.sciencedaily.com/releases/2017/06/170605121310.htm