Nova injeção de biopolímero pode oferecer semanas de controle da glicose
Manter os níveis de glicose no sangue o mais próximo possível do normal é importante para pessoas com diabetes tipo 2, pois diminui o risco de complicações sérias. No entanto, apesar de uma longa lista de opções de tratamento, os pacientes ainda lutam com o controle da glicose, especialmente ao elaborar doses específicas da refeição. Tratamentos que reduzem as injeções são vistos como uma maneira de superar esse problema. Agora, em um artigo em Engenharia Biomédica da Natureza, os cientistas descrevem uma nova injeção de biopolímero que poderia potencialmente substituir as doses diárias ou semanais de insulina por uma que só precisa ser administrada uma ou duas vezes por mês.
O diabetes não tratado resulta em altos níveis de açúcar no sangue ou glicose, que a longo prazo podem levar à cegueira, doença renal, doença cardíaca, derrame e amputação dos membros inferiores.
O diabetes surge por causa de um problema com a insulina, que é um hormônio produzido no pâncreas e que ajuda as células a absorver a glicose para que possam usá-la como energia.
Na diabetes tipo 1, o corpo não produz insulina suficiente, enquanto na diabetes tipo 2 – responsável por 90 a 95% dos casos de diabetes – não pode usá-la adequadamente.
Embora a incidência de diabetes recém-diagnosticada esteja começando a diminuir nos Estados Unidos, ainda é um enorme problema de saúde pública que afeta mais de 29 milhões de pessoas.
Em 2013, os Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) sugeriram que o diabetes era a sétima causa de morte nos EUA e que mais de um quinto dos custos de saúde do país são para pessoas diagnosticadas com diabetes.
Em seu estudo, engenheiros biomédicos da Duke University, em Durham, NC, explicam que “apesar da longa lista de opções de tratamento”, quase metade dos casos de diabetes tipo 2 nos EUA “não são gerenciados adequadamente”.
Os pesquisadores sugerem que uma das razões para uma taxa tão alta de falha no tratamento do diabetes tipo 2 é que os pacientes lutam para manter os regimes de tratamento, especialmente quando são obrigados a lidar frequentemente com doses complicadas específicas para refeições.
Outra razão que eles dão é que muitos dos tratamentos amplamente utilizados trazem efeitos colaterais indesejados, como aumentar o risco de baixo nível de açúcar no sangue, conhecido como hipoglicemia ou ganho de peso.
Do ponto de vista do desenvolvimento de medicamentos, um dos maiores desafios no tratamento do diabetes é que as demandas de insulina no corpo estão sempre mudando.
Para enfrentar esse desafio, agora existem tratamentos para o diabetes tipo 2 que usam uma nova classe de medicamentos chamados agonistas do receptor do peptídeo 1 do tipo glucagon (GLP1). Esses medicamentos usam GLP1, uma molécula sinalizadora, para desencadear a liberação de insulina no pâncreas.
Como o GLP1 não dura muito tempo no corpo, os desenvolvedores de medicamentos usaram várias maneiras de prolongar sua meia-vida – como fundi-lo com vários compostos sintéticos e biológicos. Essas tentativas conseguiram prolongar a vida ativa da droga no corpo humano por até uma semana.
No entanto, os pesquisadores observam que, apesar dessa melhoria, até o momento nenhum dos tratamentos atuais resolveu o problema da eficácia do medicamento que diminui gradualmente ao longo do tempo.
A nova abordagem descrita pelos pesquisadores da Duke funde o GLP1 com um biopolímero sensível ao calor chamado polipeptídeo semelhante à elastina. Mantido em uma solução, o medicamento biopolimérico pode ser injetado na pele com uma agulha normal.
Uma vez na corrente sanguínea, o calor do corpo faz com que o biopolímero forme um gel biodegradável que libera a droga lenta e firmemente, sem os “picos e vales” associados a outras formas de administração de GLP1.
Usando os resultados do trabalho anterior sobre o GLP1 para controle da glicose, a equipe tentou diferentes designs moleculares da nova solução de entrega.
Eles finalmente descobriram um projeto do biopolímero que poderia controlar os níveis de glicose em ratos por até 10 dias com uma única injeção. Essa foi uma grande melhoria em tentativas anteriores, após as quais a liberação controlada durou apenas 2 ou 3 dias.
Em testes em macacos rhesus, a equipe descobriu que a formulação otimizada resultou no controle da glicose por mais de 14 dias a partir de uma única injeção. Além disso, o medicamento foi liberado a uma taxa constante, sem “altos e baixos”, durante todo o período.
O autor sênior Ashutosh Chilkoti, professor de engenharia biomédica da Duke, diz que eles “conseguiram triplicar a duração desse medicamento de ação curta para o diabetes tipo 2, superando outros projetos concorrentes”.
Atualmente, os pacientes em uso de dulaglutido – o tratamento de liberação controlada mais duradouro para diabetes tipo 2 – precisam se injetar uma vez por semana. Os pacientes em tratamento padrão com insulina devem se injetar pelo menos duas vezes por dia.
A equipe agora planeja testar o biopolímero em outros animais e investigar como o sistema imunológico reage a injeções repetidas. Eles também querem descobrir o desempenho da liberação controlada de medicamentos em outras áreas, como o tratamento da dor.
“O que é empolgante nesse trabalho foi nossa capacidade de demonstrar que o medicamento pode durar mais de duas semanas em primatas não humanos. Como nosso metabolismo é mais lento que macacos e camundongos, o tratamento deve teoricamente durar ainda mais em humanos, portanto, nossa esperança é que essa seja a primeira formulação bi-semanal ou uma vez por mês para pessoas com diabetes tipo 2. ”
Primeiro autor Kelli Luginbuhl, Ph.D. estudante na Universidade de Duke
Aprenda como um composto de bactérias intestinais pode ajudar a prevenir o diabetes tipo 2.
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