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Diseñan una píldora para suministrar insulina

Martes 26 Junio, 2018 en  Ciencia y Tecnología

Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, han desarrollado un método de administración oral.

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Dando la opción de tomar una píldora o inyectarse con una aguja, la mayoría de nosotros optaría por regular una enfermedad de salud crónica ingiriendo una pastilla. Pero para millones de personas que viven con diabetes tipo 1, una punción dolorosa con agujas una o dos veces al día es la única opción para administrar la insulina que sus cuerpos no pueden producir por sí mismos.

Ahora, investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard (SEAS, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, han desarrollado un método de administración oral que podría transformar drásticamente la forma en que los diabéticos controlan sus niveles de azúcar en la sangre.

La administración oral de insulina no solo promete mejorar la calidad de vida de hasta 40 millones de personas con diabetes tipo 1 en todo el mundo, sino que también podría mitigar muchos de los efectos secundarios que amenazan la vida de los pacientes que no se administran las inyecciones requeridas, según señalan los autores en un artículo publicado en ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’.

La terapia con insulina, por inyección justo debajo de la piel o administrada por una bomba de insulina, generalmente mantiene los niveles de glucosa de la mayoría de los diabéticos bajo control. “Pero muchas personas no se adhieren a ese régimen debido al dolor, la fobia a las agujas y la interferencia con las actividades normales”, dice el autor principal Samir Mitragotri, profesor de Bioingeniería y profesor de Ingeniería Biológicamente Inspirada en SEAS. “Las consecuencias del control glucémico deficiente resultante pueden conducir a complicaciones graves de salud”, añade.

Encontrar una forma de administrar insulina por vía oral ha sido esquivo; a la proteína no le va bien cuando encuentra el ambiente ácido del estómago y se absorbe poco del intestino. La clave del nuevo enfoque es llevar insulina en un líquido iónico compuesto de colina y ácido geránico que luego se coloca dentro de una cápsula con un recubrimiento entérico resistente a los ácidos. La formulación es biocompatible, fácil de fabricar y puede almacenarse hasta dos meses a temperatura ambiente sin degradarse, lo que es más tiempo que algunos productos de insulina inyectables actualmente en el mercado.

Una carrera de obstáculos

“Una vez ingerida, la insulina debe atravesar una carrera de obstáculos desafiante antes de que pueda ser absorbida de manera efectiva en el torrente sanguíneo – afirma Mitragotri, también miembro del cuerpo docente del Instituto Wyss para Ingeniería Biológica Inspirada en Harvard–. Nuestro enfoque es como una navaja suiza, donde una píldora tiene herramientas para abordar cada uno de los obstáculos que se encuentra“.

Al encapsular la formulación líquida de insulina-iónica en un recubrimiento entérico, el equipo superó el primer obstáculo, resistiendo la descomposición de los ácidos gástricos en el intestino. Este recubrimiento de polímero se disuelve cuando alcanza un entorno más alcalino en el intestino delgado, donde se libera el líquido iónico que transporta la insulina.

“Cuando una molécula de proteína similar a la insulina entra en el intestino, hay muchas enzimas cuya función es degradar las proteínas en aminoácidos más pequeños”, explica la primera autora Amrita Banerjee, que realizó la investigación mientras trabajaba como investigadora postdoctoral en el laboratorio de Mitragotri y ahora es profesora asistente en la Universidad Estatal de Dakota del Norte, Estados Unidos. “Pero la insulina iónica a base de líquidos permanece estable“, añade.

La formulación de ácido colina-geránico también demostró ser capaz de penetrar dos barreras finales: la capa de moco que recubre el intestino y las uniones celulares estrechas de la pared del intestino, a través de las cuales medicamentos de moléculas grandes como la insulina no pueden pasar fácilmente.

Otros investigadores han intentado varios medios para superar estas barreras, rediseñando la molécula de insulina, recubriéndola con polímeros protectores e introduciendo aditivos para inhibir la degradación por enzimas o para mejorar la absorción. Sin embargo, actualmente no hay ningún producto de administración oral de insulina disponible en la clínica.

“Ha sido el santo grial de la administración de fármacos desarrollar formas de administrar medicamentos proteicos y peptídicos como insulina por vía oral, en lugar de inyectar”, reconoce el investigador Mark Prausnitz, presidente de Ingeniería Química y Biomolecular en el Instituto de Tecnología de Georgia.

Prausnitz, que no participó en la investigación, agrega: “Este estudio muestra resultados notables en los que la insulina administrada por vía oral en combinación con un líquido iónico funciona tan bien como una inyección convencional. Las implicaciones de este trabajo para la medicina podrían ser enormes, si los hallazgos se pueden traducir en píldoras que de manera segura y efectiva administren insulina y otros medicamentos peptídicos a los humanos“.

La insulina ingerida por vía oral sería más parecida a la forma en que el páncreas de un individuo sano produce y administra insulina al hígado, donde se extrae hasta un 80 por ciento y el resto circula por el torrente sanguíneo. También podría mitigar los efectos adversos de ponerse inyecciones durante un largo periodo de tiempo.

Banerjee también destaca que la insulina iónica líquida puede prepararse en un proceso de un solo paso que podría ampliarse fácilmente para una producción industrial económica, haciendo que el costo de fabricación de la formulación oral sea fácilmente manejable.


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