Μηχανικοί από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ ανέπτυξαν ένα νέο σύστημα χορήγησης φαρμάκων υδρογέλης που μειώνει τις ημερήσιες ή εβδομαδιαίες ενέσεις για τον διαβήτη και τον έλεγχο του βάρους σε μία μόνο φορά κάθε τέσσερις μήνες.
Στη νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Cell Reports Medicine, οι ερευνητές πιστεύουν ότι ένα τέτοιο σύστημα θα βελτιώσει σημαντικά τη διαχείριση τόσο του διαβήτη όσο και του βάρους, θα βελτιώσει τη συμμόρφωση των ασθενών με τα φάρμακα και θα βοηθήσει τα άτομα με διαβήτη τύπου 2 να βελτιώσουν τα μακροπρόθεσμα αποτελέσματα υγείας.
Όλα αυτά τα φάρμακα, όπως το Ozempic, το Mounjaro, το Trulicity, το Victoza και άλλα, λειτουργούν μιμούμενα την ορμόνη GLP-1. Όμως, όσο καλές είναι στο να βοηθούν τους ανθρώπους να διαχειρίζονται τη διατροφή τους και το βάρος τους, οι τυπικές ημερήσιες ή εβδομαδιαίες ενέσεις αποτελούν βάρος για πολλούς ασθενείς.
«Η συμμόρφωση είναι μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στη διαχείριση του διαβήτη τύπου 2», δήλωσε ο Eric Appel, αναπληρωτής καθηγητής επιστήμης και μηχανικής υλικών στο Πανεπιστήμιο Στάνφορντ και κύριος ερευνητής για τη νέα υδρογέλη που επιτρέπει την αργή απελευθέρωση των φαρμάκων ελέγχου της δίαιτας για πολλούς μήνες.
«Το να κάνουν μόνο τρεις ενέσεις τον χρόνο θα διευκόλυνε πολύ τα άτομα με διαβήτη ή παχυσαρκία να παραμείνουν στη φαρμακευτική τους αγωγή».
Μισό δισεκατομμύριο άνθρωποι παγκοσμίως πάσχουν από διαβήτη τύπου 2. Τα φάρμακα GLP-1 που εισήχθησαν πρόσφατα, έχουν περιγραφεί ως «θαυματουργά», με λίγες παρενέργειες και βαθύ έλεγχο της ενεργειακής πρόσληψης, βοηθώντας τους ασθενείς να αισθάνονται πιο κορεσμένοι και λιγότερο πεινασμένοι και στοχεύοντας άλλες διατροφικές επιδράσεις που σχετίζονται με ανταμοιβές.
Νέα νανοσύνθετα υδρογέλης
Το μυστικό της υδρογέλης βρίσκεται στα μοναδικά φυσικά χαρακτηριστικά των νανοσωματιδίων στην καρδιά της. Οι υδρογέλες δεν είναι καινούργιες -πολλοί άνθρωποι σήμερα φορούν φακούς επαφής κατασκευασμένους από υδρογέλες, για παράδειγμα- αλλά αυτές είναι κατασκευασμένες για μην σκίζονται και να διατηρούν το σχήμα τους.
Αντίθετα, η νέα υδρογέλη κατασκευάστηκε με πολυμερή και νανοσωματίδια που είναι ασθενώς συνδεδεμένα μεταξύ τους, έτσι ώστε να συγκρατούνται ως γέλη, αλλά να διαχέονται αργά με την πάροδο του χρόνου. Η υδρογέλη σχηματίζεται από ένα πλέγμα πολυμερών αλυσίδων και νανοσωματιδίων που συγκρατούν τα μόρια του φαρμάκου μέχρι να διαλυθεί το πλέγμα, απελευθερώνοντας τα φάρμακα.
«Η υδρογέλη μας λιώνει για πολλούς μήνες σαν κύβος ζάχαρης που διαλύεται στο νερό, μόριο προς μόριο», εξήγησε ο Δρ. Appel. «Συχνά αναφέρομαι στο ότι το πλέγμα συγκρατείται από ένα είδος μοριακού Velcro που κολλάει αρκετά καλά, αλλά στη συνέχεια μπορεί εύκολα να αποκολληθεί».
Η νέα υδρογέλη, τεχνικά γνωστή ως υδρογέλη πολυμερούς-νανοσωματιδίου (PNP), έχει ακριβώς τη σωστή ποιότητα ροής ρευστού που μπορεί εύκολα να εγχυθεί με βελόνες, αλλά και μια σταθερή γέλη, αρκετά ανθεκτική στο σώμα για να διαρκέσει ολόκληρο το τετράμηνο. Τα μόρια των φαρμάκων GLP-1 διαμορφώνονται στην υδρογέλη και εξομοιώνονται με την πάροδο του χρόνου καθώς η υδρογέλη λιώνει αργά.
Ο γιατρός εγχέει μια μικρή δόση γέλης, γνωστή ως «αποθήκη», που περιέχει το φάρμακο κάτω από το δέρμα. Το κλειδί για τον μηχανικό είναι να σχεδιάσει την υδρογέλη με τέτοιο τρόπο ώστε να κάνει αυτή την αποθήκη αρκετά μικρή ώστε να είναι άνετη και δυσδιάκριτη για τον ασθενή, αλλά αρκετά μεγάλη και ανθεκτική ώστε να διαρκέσει τέσσερις ολόκληρους μήνες. Ο Δρ. Appel πιστεύει ότι η ομάδα του έχει επιτύχει αυτό το μέτρο.
«Επιλέξαμε τέσσερις μήνες για να ταιριάξουμε με τον ρυθμό που οι άνθρωποι συναντούν με τον γιατρό ή τον ενδοκρινολόγο τους και γιατί ήμασταν συγκεκριμένοι με την περίοδο απελευθέρωσης», είπε ο Δρ. Appel.
Υποσχόμενες προοπτικές
Μέχρι στιγμής, η ομάδα έχει δοκιμάσει το νέο σύστημα χορήγησης φαρμάκων σε εργαστηριακούς αρουραίους με μεγάλη επιτυχία. Στους αρουραίους, μία μόνο ένεση αυτής της θεραπείας με βάση την υδρογέλη βελτιώνει τη διαχείριση της γλυκόζης στο αίμα και του βάρους σε σύγκριση με τις καθημερινές ενέσεις ενός κορυφαίου εμπορικού φαρμάκου.
Ενώ αυτή η συγκεκριμένη υδρογέλη σχεδιάστηκε ειδικά για το τετράμηνο σχήμα ελέγχου GLP-1, ο Δρ. Appel είπε ότι η ομάδα έχει συντονίσει με επιτυχία τα χρονοδιαγράμματα κυκλοφορίας σε διαστήματα από μερικές ημέρες έως έξι μήνες.
Προσθέτει ότι τέτοια συστήματα έχουν χρησιμοποιηθεί με άλλες πρωτεΐνες, εμβόλια, ακόμη και θεραπευτικά κύτταρα, και υπάρχουν ενδείξεις ότι τα φάρμακα GLP-1 μπορούν επίσης να μειώσουν τον κίνδυνο καρδιαγγειακών παθήσεων. Όλα τα σημάδια δείχνουν την πολλά υποσχόμενη πιθανότητα ότι αυτό το σύστημα χορήγησης φαρμάκου μπορεί να εφαρμοστεί σε άλλα φάρμακα και καταστάσεις.
«Υπήρξαν ακόμη πραγματικά ελπιδοφόρα αποτελέσματα σε παιδιά με διαβήτη τύπου 1», είπε χαρακτηριστικά ο Δρ. Appel.
Στη συνέχεια, οι επιστήμονες θα κάνουν δοκιμές σε χοίρους, των οποίων το δέρμα και τα ενδοκρινικά συστήματα είναι πιο κοινά με αυτά των ανθρώπων. Εάν αυτές οι δοκιμές πάνε σύμφωνα με το σχέδιο, οι ειδικοί εκτιμούν ότι κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους θα γίνουν μέσα σε ενάμιση έως δύο χρόνια.