Pesquisadores desenvolvem novo comprimido que entrega insulina para o corpo

A cápsula que libera insulina no estômago pode substituir as injeções para pacientes com diabetes tipo 1.

Uma equipe de pesquisa liderada pelo MIT desenvolveu uma cápsula de medicamento que poderia ser usada para administrar doses orais de insulina, potencialmente substituindo as injeções que as pessoas com diabetes tipo 1 têm de se submeter todos os dias.

Sobre o tamanho de um mirtilo, a cápsula contém uma pequena agulha feita de insulina comprimida, que é injetada depois que a cápsula chega ao estômago. Em testes em animais, os pesquisadores mostraram que eles poderiam fornecer insulina suficiente para baixar o açúcar no sangue a níveis comparáveis àqueles produzidos por injeções dadas através da pele. Eles também demonstraram que o dispositivo pode ser adaptado para fornecer outras drogas proteicas.

“Estamos realmente esperançosos de que este novo tipo de cápsula possa algum dia ajudar pacientes diabéticos e talvez qualquer um que necessite de terapias que agora só podem ser administradas por injeção ou infusão”, diz Robert Langer, professor do Instituto David H. Koch, membro do MIT. Koch Institute for Integrative Cancer Research, e um dos principais autores do estudo.

Giovanni Traverso, professor assistente do Hospital Brigham and Women, Harvard Medical School, e um cientista visitante no Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, onde ele está começando como membro do corpo docente em 2019, também é um autor sênior do estudo. O primeiro autor do artigo, publicado na edição de 7 de fevereiro da revista Science, é o estudante de pós-graduação do MIT, Alex Abramson. A equipe de pesquisa também inclui cientistas da empresa farmacêutica Novo Nordisk.

O vídeo, em inglês, explica como funciona:

Crédito de vídeo: Diana Saville

Auto-orientação

Vários anos atrás, Traverso, Langer e seus colegas desenvolveram uma pílula revestida com muitas pequenas agulhas que poderiam ser usadas para injetar drogas no revestimento do estômago ou do intestino delgado. Para a nova cápsula, os pesquisadores mudaram o desenho para ter apenas uma agulha, permitindo que eles evitassem injetar drogas no interior do estômago, onde seriam quebradas pelos ácidos estomacais antes de terem qualquer efeito.

A ponta da agulha é feita de insulina 100% comprimida e liofilizada, usando o mesmo processo usado para formar comprimidos de medicamento. O eixo da agulha, que não entra na parede do estômago, é feito de outro material biodegradável.

Dentro da cápsula, a agulha é presa a uma mola comprimida que é mantida no lugar por um disco feito de açúcar. Quando a cápsula é engolida, a água no estômago dissolve o disco de açúcar, liberando a mola e injetando a agulha na parede do estômago.

A parede do estômago não tem receptores de dor, então os pesquisadores acreditam que os pacientes não seriam capazes de sentir a injeção. Para garantir que o medicamento seja injetado na parede do estômago, os pesquisadores projetaram seu sistema para que, não importando como a cápsula aterre no estômago, ele possa se orientar de modo que a agulha entre em contato com o revestimento do estômago.

“Assim que você pega, você quer que o sistema fique bem para que você possa garantir o contato com o tecido”, diz Traverso.

Os pesquisadores buscaram inspiração para o recurso de auto-orientação de uma tartaruga conhecida como a tartaruga leopardo. Esta tartaruga, que é encontrada na África, tem uma concha com uma cúpula alta e íngreme, permitindo que ela se endireite se rolar de costas. Os pesquisadores usaram a modelagem por computador para criar uma variante dessa forma para sua cápsula, o que permite que ela se reoriente, mesmo no ambiente dinâmico do estômago.

“O importante é que temos a agulha em contato com o tecido quando ele é injetado”, diz Abramson. “Além disso, se uma pessoa se movimentasse ou o estômago roncasse, o dispositivo não se moveria da sua orientação preferida.”

Uma vez que a ponta da agulha é injetada na parede do estômago, a insulina se dissolve a uma taxa que pode ser controlada pelos pesquisadores à medida que a cápsula é preparada. Neste estudo, demorou cerca de uma hora para que toda a insulina fosse totalmente liberada na corrente sanguínea.

Mais fácil para pacientes

Em testes em suínos, os pesquisadores mostraram que eles conseguiam distribuir com sucesso até 300 microgramas de insulina. Mais recentemente, eles foram capazes de aumentar a dose para 5 miligramas, o que é comparável à quantidade que um paciente com diabetes tipo 1 precisaria injetar.

Depois que a cápsula libera seu conteúdo, ela pode passar inofensivamente pelo sistema digestivo. Os pesquisadores não encontraram efeitos adversos da cápsula, que é feita de polímero biodegradável e componentes de aço inoxidável.

Maria José Alonso, professora de biofarmacêutica e tecnologia farmacêutica da Universidade de Santiago de Compostela, na Espanha, descreve a nova cápsula como uma “tecnologia radicalmente nova” que poderia beneficiar muitos pacientes.

“Não estamos falando de melhorias incrementais na absorção de insulina, que é o que a maioria dos pesquisadores no campo tem feito até agora. Esta é de longe a mais inovadora e impactante tecnologia inovadora divulgada até agora para a entrega de peptídeos orais ”, diz Alonso, que não esteve envolvido na pesquisa.

A equipe do MIT agora continua a trabalhar com a Novo Nordisk para desenvolver ainda mais a tecnologia e otimizar o processo de fabricação das cápsulas. Eles acreditam que esse tipo de medicamento pode ser útil para qualquer droga protéica que normalmente precisa ser injetada, como os imunossupressores usados para tratar a artrite reumatóide ou a doença inflamatória intestinal. Pode também funcionar para ácidos nucleicos, como DNA e RNA.

“Nossa motivação é tornar mais fácil para os pacientes tomarem medicamentos, especialmente medicamentos que requerem uma injeção”, diz Traverso. “O clássico é a insulina, mas existem muitos outros.”

A pesquisa foi financiada pela Novo Nordisk, os Institutos Nacionais de Saúde, uma Bolsa de Pesquisa de Pós-Graduação da National Science Foundation, Brigham and Women´s Hospital, uma Bolsa de Pesquisa Viking Olaf Bjork e o Programa de Oportunidades de Pesquisa de Graduação do MIT.

Outros autores do artigo incluem Ester Caffarel-Salvador, Minsoo Khang, David Dellal, David Silverstein, Yuan Gao, Morten Revsgaard Frederiksen, Andreas Vegge, Frantisek Hubalek, Jorrit Water, Anders Friderichsen, Johannes Fels, Rikke Kaae Kirk, Cody Cleveland, Joy. Collins, Siddartha Tamang, Alison Hayward, Tomas Landh, Stephen Buckley, Niclas Roxhed e Ulrik Rahbek.