Нужны ли ещё уколы? Новый гель доставляет инсулин через кожу без игл
Многие люди с диабетом вынуждены ежедневно делать инсулиновые инъекции, чтобы контролировать уровень сахара в крови. Но теперь учёные создали инновационный полимерный гель, способный доставлять инсулин через кожу без использования игл.
Согласно исследованию, опубликованному в ноябре в журнале Nature, гель нормализовал уровень сахара в крови у мышей и свиней с диабетом в течение одного-двух часов после нанесения. Уровень глюкозы у животных оставался в пределах нормы около 12 часов.
Скорость действия и продолжительность эффекта геля сопоставимы с «базальными» инъекциями инсулина, которые обеспечивают равномерную дозу, стабилизирующую уровень сахара между приёмами пищи и в ночное время. Обычно их применяют вместе с быстродействующим инсулином, который вводят непосредственно до, во время или после еды, чтобы купировать резкие скачки глюкозы, вызванные пищей.
Как гель преодолевает защитный барьер кожи
Наружный слой человеческой кожи — роговой слой — имеет толщину всего 10–15 микрометров, что тоньше человеческого волоса. Однако мёртвые клетки и липиды, из которых он состоит, образуют прочный щит, который трудно преодолеть. Хотя некоторые мелкие молекулы способны проникать через этот барьер, крупные белки, такие как инсулин, обычно этого делать не могут.
Авторы исследования решили эту задачу, создав pH-чувствительный полимер, названный OP. На поверхности кожи среда кислая (pH около 5), тогда как в более глубоких слоях она приближается к нейтральной (pH 7). На поверхности полимер OP приобретает положительный заряд, благодаря которому притягивается к жирным кислотам кожи подобно тому, как противоположные полюса магнита притягиваются друг к другу.
По мере проникновения вглубь и повышения pH полимер переходит в нейтральное состояние, что позволяет ему диффундировать через кожные липиды. Инсулин, химически связанный с полимером, таким образом проникает через те слои кожи, которые самостоятельно преодолеть не способен.
Лабораторные тесты на коже мышей и свиней подтвердили, что OP проникает через все слои, тогда как чистый инсулин остаётся на поверхности. Затем исследователи проверили, способно ли нанесение геля с OP-инсулином на кожу животных снизить уровень сахара в их крови.
В опытах на мышиной модели диабета однократное нанесение геля привело к снижению уровня глюкозы до нормы примерно за час и удерживало его в этом диапазоне около 12 часов. Однако, как отмечает Сучетан Пал, адъюнкт-профессор и руководитель Лаборатории биоматериалов Индийского технологического института Бхилаи (не участвовавший в исследовании), этот эффект требовал очень высокой дозы OP-инсулина — 116 единиц на килограмм массы тела, что значительно превышает типичную дозу для человека. Это вызывает опасения, что доставка инсулина через кожу может быть недостаточно эффективной.
В то же время исследователям удалось применить гораздо меньшую дозу (около 7,25 Ед/кг) на карликовых свиньях, чья кожа максимально близка к человеческой. Гель нормализовал уровень глюкозы у свиней, а повторное использование не вызывало раздражения или воспаления.
Необходимы дальнейшие исследования
Если результаты, полученные на животных, подтвердятся в исследованиях на людях, безъигольный инсулиновый гель может стать настоящим спасением для пациентов с боязнью игл или отвращением к ним, что повысит приверженность лечению и облегчит бремя диабета.
12-часовой эффект позволяет рассматривать гель как аналог инсулина длительного действия для «фонового» контроля глюкозы, однако пациентам всё равно потребуются быстродействующие дозы во время еды. Пал также подчёркивает, что из-за более медленного и постепенного всасывания в кровь по сравнению с инъекцией, гель не способен быстро купировать неотложные состояния, связанные с гипергликемией.
Авторы работы надеются, что их полимерная платформа может быть адаптирована не только для инсулина. Сейчас они работают над тем, чтобы применить OP для доставки агонистов GLP-1, таких как семаглутид (Оземпик), и других терапевтических белков.
Однако эксперты предупреждают, что до одобрения геля для применения у людей предстоит преодолеть ещё множество препятствий. Ведущий автор исследования Юцин Шэнь, профессор Школы химической и биологической инженерии Чжэцзянского университета (Китай), в интервью Live Science отметил: «Полимер не проявил побочных эффектов у мышей и свиней. Но человечество использует инсулин десятилетиями, поэтому нам необходимо тщательно изучить долгосрочную токсичность».
Шэнь также подчеркнул, что доза инсулина, доставляемого через гель, должна строго контролироваться, поскольку её превышение способно вызвать опасное для жизни снижение уровня сахара. Таким образом, прежде чем инсулинотерапия через кожу станет доступна пациентам, потребуются масштабные доклинические исследования безопасности, подача заявки на получение статуса Investigational New Drug (IND) в Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA), а затем и клинические испытания на людях.
Пал добавляет, что, хотя эксперименты на свиньях дают более релевантную модель человеческой кожи, чем опыты на мышах, меньшая доза инсулина в них показала и меньшую эффективность. Это подчёркивает, насколько большой путь предстоит пройти для достижения эффективной доставки инсулина в безопасных и клинически значимых для человека дозах. Долгосрочная безопасность многократного применения геля также остаётся неизвестной.
По словам Пала, в будущем команде предстоит определить оптимальный состав и дозировку геля, разработать методы масштабирования производства и провести клинические испытания. Тем не менее, он считает саму идею многообещающей и полагает, что она способна открыть путь к безъигольной терапии диабета.
Данная статья носит исключительно информационный характер и не является медицинской рекомендацией.
