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Ingenieros biomédicos
de la Universidad de Duke, en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, han creado una tecnología que podría proporcionar semanas de control de la glucosa para la diabetes con una sola inyección, lo que sería una mejora importante sobre las terapias actuales. En los primates, el tratamiento ha demostrado durar semanas en lugar de días.
Al crear un mecanismo de liberación controlada de un fármaco y optimizar su tiempo de circulación en el cuerpo, esta nueva inyección de biopolímero tiene el potencial de reemplazar a las inyecciones de insulina diarias o semanales con tratamientos de una vez al mes o dos veces al mes para la diabetes tipo 2 , como señalan los autores en un artículo que se publica este lunes en Nature Biomedical Engineering .
Muchos de los tratamientos actuales para la diabetes tipo 2 utilizan una molécula de señalización denominada péptido-1 similar al glucagón (GLP1) para hacer que el páncreas libere insulina para controlar el azúcar en la sangre. Sin embargo, este péptido tiene una semivida corta y se elimina rápidamente del cuerpo.
Para que los tratamientos duren más tiempo, los científicos han fusionado previamente GLP1 con microesferas sintéticas y biomoléculas como anticuerpos, haciéndolos activos durante entre dos a tres días en ratones y hasta una semana en seres humanos. A pesar de esta mejora, muchos de estos tratamientos no incluyen un mecanismo para controlar la velocidad de liberación del péptido, haciendo que la eficacia del tratamiento se estabilice después de un uso prolongado.
Ahora, investigadores de Duke han creado una tecnología que fusiona GLP1 con un polipéptido similar a la elastina (ELP, por sus siglas en inglés) sensible al calor en una solución que se puede inyectar en la piel a través de una aguja estándar. Una vez inyectada, la solución reacciona con el calor del cuerpo para formar un depósito biodegradable similar al gel que libera lentamente el fármaco a medida que se disuelve. En experimentos con animales, la terapia resultante proporcionó un control de glucosa hasta tres veces más largo que los tratamientos actualmente en el mercado.
SE TRIPLICA LA DURACIÓN DE LOS EFECTOS
"Aunque hemos perseguido este método en el pasado, Kelli Luginbuhl, estudiante graduada en mi laboratorio, trabajó sistemáticamente para variar el diseño del biopolímero de dispensación a nivel molecular y encontró un punto justo que maximizó la duración de la entrega del fármaco desde una sola inyección", relata el autor principal del estudio, Ashutosh Chilkoti, presidente del Departamento de Ingeniería Biomédica (BME, por sus siglas en inglés) de la Universidad de Duke. "Al hacerlo, logramos triplicar la duración de este fármaco de acción corta para la diabetes tipo 2, superando a otros diseños competidores", agrega.
Basándose en su trabajo previo con el fármaco y el sistema de administración , los investigadores del laboratorio de Chilkoti optimizaron su solución para regular los niveles de glucosa en ratones durante 10 días después de una sola inyección, frente al estándar anterior de 2-3 días.
En pruebas adicionales, el equipo de investigación encontró que la formulación optimizada mejoró el control de la glucosa en monos rhesus durante más de 14 días después de una sola inyección, al tiempo que liberaba el fármaco a una velocidad constante durante la duración del ensayo.
"Lo que es emocionante en este trabajo fue nuestra capacidad para demostrar que el fármaco podría durar más de dos semanas en primates no humanos", dice la coautora Kelli Luginbuhl, estudiante de doctorado en el laboratorio Chilkoti. "Debido a que nuestro metabolismo es más lento que el de los monos y ratones, el tratamiento debería durar teóricamente más tiempo en los seres humanos, por lo que esperamos que ésta sea la primera formulación quincenal o mensual para las personas con diabetes tipo 2".
Actualmente, el tratamiento de glucosa de acción más prolongada en el mercado, el dulaglutida, requiere una inyección de una vez por semana, mientras que las terapias de insulina estándar a menudo tienen que inyectarse dos veces o más cada día. A pesar de una variedad de opciones de tratamiento, la gestión de la diabetes tipo 2 todavía plantea un problema, ya que los pacientes no siempre alcanzan sus objetivos glucémicos y deben adherirse a un plan de tratamiento que depende de la dosificación frecuente y específica de la comida que deja espacio para el error humano.
Al limitar el número de inyecciones que una persona necesitará para controlar sus niveles de glucosa, los investigadores esperan que esta nueva herramienta mejore las opciones de tratamiento para la enfermedad. Los autores planean ahora estudiar la respuesta inmune a las inyecciones repetidas y probar el material con otros modelos animales, además de estar considerando aplicaciones adicionales para el sistema de liberación controlada, como la administración de analgésicos.
Chilkoti también subraya que debido a que el fármaco se sintetiza dentro de cultivos bacterianos de 'E. coli' en lugar de células de mamíferos , es más barato y más rápido de producir, convirtiéndose en un blanco potencial para su uso en países en desarrollo una vez comercializado.
jpe
