تحویل انسولین با یک قرص

25 ژوئن 2018 - محققان دانشکده ی علوم مهندسی و کاربردی John A. Paulson در هاروارد (SEAS)  یک روش تحویل خوراکی برای انسولین ابداع کرده اند که می تواند به طرز چشمگیری روش های کنترل قند خون را برای افراد دیابتی، متحول کند.
تحویل خوراکی انسولین نه تنها سبب بهبود کیفیت زندگی نزدیک به40 میلیون فرد مبتلا به دیابت نوع 1 در سراسر جهان می شود، بلکه می تواند بسیاری از عوارض جانبی تهدید کننده زندگی این بیماری را که به دلیل عدم موفقیت در تزریق انسولین ایجاد می شود، کاهش دهد.
این تحقیق در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.
نویسنده ی ارشد این مقاله دکتر Samir Mitragotri ، استاد مهندسی زیستی در SEAS می گوید: درمان انسولین با تزریق زیر پوستی و یا تحویل آن توسط یک پمپ انسولین، به طور کلی غلظت قند خون را در بسیاری از بیماران دیابتی کنترل می کند، اما بسیاری از مردم به دلیل ناراحتی و ترس از سوزن و اختلال در فعالیت های روزمره ی خود، از پیوستن به این رژیم تزریقی انسولین، ناتوان هستند. عواقب ناشی از کنترل ضعیف گلایسمی می تواند منجر به عوارض جدی در سلامت شود.
یافتن راهی برای تحویل انسولین به صورت خوراکی دشوار است؛ زیرا این پروتئین پس از ورود به محیط اسیدی معده تخریب شده و چنانچه مقداری از آن به روده برسد، به دلیل ساختار بزرگ آن بسیار کم در روده جذب می شود. کلید رویکرد جدید این است که محققان مولکولهای انسولین را در یک مایع یونی متشکل از کولین و گرانیک اسید قرار داده و با قرار دادن آن در یک کپسول دارای پوشش انتریک مقاوم به اسید، از آن محافظت کرده اند. این فرمول سازگار با محیط زیست است و ساختن آن آسان می باشد و می تواند تا حداکثر دو ماه در دمای اتاق بدون تخریب نگهداری شود، که این مدت زمان بیشتر از زمان ماندگاری برخی از محصولات انسولین تزریقی موجود در بازار است.
دکتر Mitragotri گفت: ما با دو چالش در تهیه ی نوع خوراکی انسولین روبرو بودیم: حفاظت از آن در برابر محیط اسیدی معده و آنزیم های تجزیه کننده ی روده و جذب آن از میان دو سد موجود در روده. با استفاده از فرمول مایع انسولین یونی در یک پوشش انتریک مقاوم به اسید، محققان بر اولین مانع که مقاومت در برابر اسید معده بود، فائق شدند. این پوشش پلیمری هنگامی که قرص به یک محیط قلیایی در روده ی کوچک وارد می شود، حل شده و مایع یونی حاوی انسولین را آزاد می کند.
Amrita Banerjee، نویسنده نخست این مقاله و دانشجوی فوق دکترا در آزمایشگاه پرفسور Mitragotri  و استادیار دانشگاه ایالتی داکوتای شمالی، توضیح داد: هنگامی که یک مولکول پروتئینی نظیر انسولین وارد روده می شود، آنزیم های زیادی وجود دارند که عملکرد آنها تجزیه ی این پروتئین ها به اسیدهای آمینه کوچک تر است، اما انسولین در مایع یونی همچنان پایدار و سالم باقی می ماند. فرمولاسیون کولین- گرانیک اسید، همچنین بر دو مانع نفوذی نهایی غلبه می کند: اولین مانع، لایه ی مخاطی است که سطح داخلی روده را پوشانده است و اتصالات محکم سلولی(tight cell junctions) در دیواره ی روده، که داروهایی با وزن مولکولی زیاد نظیر انسولین به راحتی نمی توانند از آن عبور کنند.
سایر محققان از ابزارهای مختلفی برای غلبه بر این موانع - مهندسی مجدد مولکول انسولین، پوشش آن در پلیمرهای محافظ و افزودن موادی برای جلوگیری از تجزیه ی آنزیمی یا افزایش جذب- استفاده کرده اند، اما در حال حاضرهیچ محصول خوراکی از انسولین در کلینیک ها در دسترس نیست.
دکتر Mark Prausnitz، استاد مهندسی شیمی و بیومولکولار، از موسسه ی فن آوری جورجیا که در تحقیق دخیل نبود، گفت: این روش جدید برای ارائه ی داروهای پروتئینی و پپتیدی مانند انسولین بصورت خوراکی، به جای تزریق، "اکثیر حیات" برای تحویل دارو است. او افزود: این مطالعه نتایج قابل توجهی را ارائه داده است که در آن انسولین بصورت خوراکی همراه با یک مایع یونی مانند نوع تزریقی معمولی آن کار می کند. اگر از این یافته ها بتوان بطور عملی در تولید قرص هایی که به طور ایمن و موثر انسولین و سایر داروهای پپتیدی را به بدن انسان تحویل می دهند، استفاده نمود، پیامدهای بسیار گسترده ای در پزشکی بهمراه خواهد داشت.
تحویل انسولین بصورت خوراکی به روشی که در آن پانکراس یک فرد سالم انسولین را تولید و به کبد تویل می دهد، شباهت دارد. کبد تا 80 درصد از انسولین را جذب می کند و بقیه ی آن با جریان خون به سایر نقاط بدن حمل می شود.

این روش تحویل خوراکی انسولین همچنین می تواند اثرات نامطلوب تزریق طولانی مدت انسولین را کاهش دهد. دکتر Banerjee همچنین اشاره کرد که مایع یونی حامل انسولین را می توان در یک فرایند یک مرحله ای تولید کرد که می تواند تولید ارزان قیمت صنعتی آن را افزایش داده و سبب شود که هزینه ی تولید فرمولاسیون خوراکی به راحتی کنترل شود.

پرفسور Mitrarogri قصد دارد در آینده، آزمایشات حیوانی این فرمولاسیون و مطالعات سم شناسی و دسترسی زیستی طولانی مدتی را بر روی این قرصهای انسولین انجام دهد.

 محققان خوش بین هستند که اگر همه چیز خوب پیش رود، مجوز انجام آزمایشات بالینی بر روی انسان با این واقعیت که ایمنی مواد تشکیل دهنده ی موجود در این مایع یونی - کولین و اسید گرانیک - در حال حاضر تایید شده است، ساده تر گردد. اداره غذا و داروی آمریکا مصرف روزانه ی یک دوز از کولین، را بعنوان یک ماده ی مغذی ضروری شبه ویتامینی تایید نموده است، اسید گرانیک نیز یک ماده شیمیایی است که به طور طبیعی در هل و علف لیمو وجود دارد و به عنوان یک افزودنی مواد غذایی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. اگر تحقیقات بیشتری آنطور که انتظار می رود انجام شود، این روش می تواند برای تحویل خوراکی سایر پروتئین های دارویی بطور گسترده ای مورد استفاده قرار گیرد.

منبع و سایت خبر:

Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018; 201722338 DOI: 10.1073/pnas.1722338115

www.sciencedaily.com/releases/2018/06/180625192838.htm