Insulina bez bólu i bez igły. To odkrycie może zmienić życie milionów

Zastrzyki insulinowe są bolączką wszystkich chorujących na cukrzycę i często jedynym ratunkiem przed groźnym schorzeniem. Ich wykonanie to duża trudność – nie mówiąc już o nieprzyjemności – więc coraz więcej badaczy pracuje nad lepszymi rozwiązaniami. Jednym z najbardziej obiecujących jest specjalny pH-wrażliwy żel, który umożliwia przenikanie insuliny przez skórę bez konieczności użycia igieł. Insulina zaś, dopóki nie zostanie wynaleziony lek na cukrzycę, jest niezbędna chorym do życia.

Jak działa żel dostarczający insulinę przez skórę?

Skóra człowieka jest skuteczną barierą przed większością substancji chemicznych i biologicznych. Jej zewnętrzna warstwa ma grubość zaledwie 10–15 mikrometrów, ale świetnie chroni organizm przed wnikaniem dużych cząsteczek. Taką, niestety dla cukrzyków, je insulina.

Badacze pod kierunkiem prof. Youqinga Shena z Zheijang University w Chinach znaleźli na to rozwiązanie. Kluczem do ich sukcesu okazał się wrażliwy na pH skóry specjalny polimer OP. Zmienia on swój ładunek elektryczny zależności od kwasowości. Na powierzchni skóry, gdzie pH wynosi około 5, polimer jest dodatnio naładowany, co pozwala mu „przyciągać” kwasy tłuszczowe i, jak rasowy szpieg, przenikać wraz z nimi przez czujną barierę naskórkową.

W głębszych warstwach skóry, w których pH jest bliższe neutralnemu (ok. 7), staje się on neutralny i umożliwia transport insuliny, która w normalnych warunkach nie byłaby w stanie pokonać bariery naskórkowej. Insulina jest chemicznie związana z polimerem, co pozwala jej przenikać przez kolejne warstwy skóry – aż do krwiobiegu.

Insulina przenika przez warstwy skóry i daje znakomite efekty

Badania laboratoryjne potwierdziły, że żel OP z insuliną skutecznie przenika przez wszystkie warstwy skóry myszy i świń, podczas gdy pozbawiona go insulina aplikowana na skórę pozostaje na jej powierzchni.

Efektywność tej metody została sprawdzona na zwierzętach, u których po jednorazowym nałożeniu żelu poziom glukozy we krwi normalizował się w ciągu 1–2 godzin i utrzymywał w normie przez około 12 godzin. Wynik ten porównywalny jest z tzw. insuliną bazalną, stosowaną jako długodziałająca insulina podawaną między posiłkami.

Są jednak ograniczenia – jakie wyzwania stoją przed naukowcami?

W badaniach na myszach do uzyskania efektu terapeutycznego wymagane były dość wysokie dawki insuliny (116 U/kg), co budziło wątpliwości co do efektywności. Jednak w przypadku miniaturowych świń, których skóra pod względem budowy i właściwości zbliżona jest do ludzkiej, wystarczyła już znacznie mniejsza dawka (7,25 U/kg), a efekt był porównywalny do klasycznych iniekcji podskórnych. Ponadto nie odnotowano miejscowych podrażnień ani stanów zapalnych skóry, co potwierdza wysokie bezpieczeństwo metody w modelu zwierzęcym.

Naukowcy zwracają uwagę, że ludzka skóra może reagować inaczej niż skóra zwierząt. Różni się bowiem zarówno pod względem grubości, jak i zawartości tłuszczu czy pH.

Polskie innowacje: plastry z insuliną

W Polsce także trwają prace nad nowymi systemami dostarczania insuliny. Przykładem jest technologia, w której wykorzystuje się innowacyjny nośnik MTC-Y w plastrach przyklejanych do skóry. Plastry te mają na celu zapewnienie stałego poziomu insuliny, ograniczenie skutków ubocznych i umożliwienie stosowania mniejszych dawek leku niż w przypadku doustnych preparatów.

Nie tylko igły – insulina w kapsułkach

Naukowcy z MIT opracowali kapsułkę, która umożliwia doustne podanie insuliny. Wewnątrz niej znajduje się mikroigła ze sprasowanej insuliny, która po połknięciu wbija się w ścianę żołądka, stopniowo uwalniając lek do krwiobiegu. Badania na zwierzętach potwierdziły, że skuteczność tej metody jest zbliżona do iniekcji podskórnych, a pacjent nie odczuwa bólu ani dyskomfortu typowego dla tradycyjnych zastrzyków.

Mimo bardzo obiecujących wyników, żel insulinowy wymaga jeszcze wieloetapowych testów klinicznych. Konieczne są badania toksykologiczne, określenie optymalnej dawki, częstotliwości aplikacji czy sprawdzenie długoterminowych efektów ubocznych. Zanim żel stanie się realną alternatywą dla tradycyjnych zastrzyków, musi przejść przez rygorystyczne procesy rejestracyjne oraz dostać aprobatę Europejskiej Agencji Leków.

Źródło: Nature, MIT, ISB Zdrowie

Nasz autor

Jonasz Przybył

Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.