Utrzymywanie poziomu glukozy we krwi jak najbliżej normy jest kluczowe dla osób z cukrzycą typu 2, ponieważ minimalizuje ryzyko poważnych powikłań. Pomimo licznych opcji leczenia, wielu pacjentów wciąż boryka się z wyzwaniami związanymi z kontrolowaniem poziomu glukozy, zwłaszcza w kontekście dawek zależnych od posiłków. Terapie ograniczające liczbę zastrzyków są postrzegane jako skuteczne rozwiązanie tego problemu. Obecnie badacze opracowują nowy wstrzyknięcie z biopolimeru, które może zastąpić codzienne lub cotygodniowe wstrzyknięcia insuliny jednym, które podaje się tylko raz lub dwa razy w miesiącu.
Nieleczona cukrzyca prowadzi do podwyższonego poziomu cukru we krwi, co w dłuższej perspektywie może skutkować poważnymi komplikacjami, takimi jak ślepota, choroby nerek, choroby serca, udary mózgu oraz amputacje kończyn dolnych.
Cukrzyca rozwija się w wyniku problemów z insuliną, hormonem produkowanym w trzustce, który umożliwia komórkom wchłanianie glukozy i wykorzystywanie jej do produkcji energii.
W przypadku cukrzycy typu 1 organizm nie produkuje wystarczającej ilości insuliny, zaś w cukrzycy typu 2 – która odpowiada za 90-95% przypadków cukrzycy – insulina nie działa prawidłowo.
Choć wskaźnik nowych przypadków cukrzycy w USA zaczyna spadać, problem ten wciąż stanowi ogromne wyzwanie zdrowotne, dotykające ponad 29 milionów ludzi.
Według Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC) w 2013 roku cukrzyca była siódmą najczęstszą przyczyną zgonów w USA, a ponad jedna piąta wydatków na opiekę zdrowotną w tym kraju dotyczy osób zdiagnozowanych z cukrzycą.
W swojej pracy naukowej inżynierowie biomedyczni z Duke University w Durham, NC, podkreślają, że «mimo długiej listy opcji leczenia» prawie połowa przypadków cukrzycy typu 2 w USA «nie jest właściwie zarządzana».
Naukowcy wskazują, że jednym z powodów tak wysokiego wskaźnika niepowodzeń w leczeniu cukrzycy typu 2 jest trudność pacjentów w utrzymaniu schematów leczenia, szczególnie gdy są zobowiązani do częstego radzenia sobie z złożonymi dawkami zależnymi od posiłków.
Innym czynnikiem są niepożądane efekty uboczne wielu powszechnie stosowanych metod leczenia, takie jak ryzyko hipoglikemii (niskiego poziomu cukru we krwi) czy przyrost masy ciała.
Długotrwałe kontrolowane uwalnianie jako wyzwanie
Z perspektywy rozwoju leków, jednym z największych wyzwań w leczeniu cukrzycy jest zmieniające się zapotrzebowanie na insulinę w organizmie.
Aby sprostać temu wyzwaniu, obecnie stosuje się terapie dla cukrzycy typu 2, które wykorzystują nową klasę leków znaną jako agoniści receptora glukagonopodobnego peptydu-1 (GLP-1). Te leki wyzwalają uwalnianie insuliny w trzustce przez aktywację cząsteczki sygnałowej GLP-1.
Ponieważ GLP-1 nie utrzymuje się długo w organizmie, twórcy leków testowali różne metody przedłużania jego działania – na przykład, łącząc go z różnymi związkami syntetycznymi i biologicznymi. Te próby przyczyniły się do wydłużenia aktywności leku w ludzkim organizmie nawet do tygodnia.
Jednak naukowcy zauważają, że pomimo tej poprawy, żaden z istniejących sposobów leczenia nie rozwiązał problemu stopniowo malejącej skuteczności leków.
Nowe podejście opisane przez naukowców z Duke University wykorzystuje GLP-1 oraz biopolimer wrażliwy na ciepło, znany jako polipeptyd podobny do elastyny. Lek biopolimerowy można wstrzyknąć do skóry przy użyciu standardowej igły.
Gdy biopolimer dostaje się do krwiobiegu, ciepło ciała powoduje, że tworzy biodegradowalny żel, który stopniowo i równomiernie uwalnia lek, eliminując «szczyty i doliny» charakterystyczne dla innych metod dostarczania GLP-1.
Wstrzyknięcie biopolimeru – rewolucyjny postęp
Zespół badawczy, wykorzystując wyniki wcześniejszych prac nad GLP-1 w kontroli glukozy, przetestował różne wzory molekularne nowego rozwiązania dostarczania.
Ostatecznie znaleziono projekt biopolimeru, który potrafi kontrolować poziom glukozy u myszy przez 10 dni po jednym wstrzyknięciu. To znacząca poprawa w porównaniu do wcześniejszych prób, w których kontrolowane uwalnianie trwało jedynie 2-3 dni.
W badaniach na małpach rezus zespół odkrył, że zoptymalizowany preparat zapewnia kontrolę glikemii przez ponad 14 dni od jednego wstrzyknięcia. Co więcej, lek był uwalniany ze stałą szybkością, bez «szczytów i dołków» przez cały ten czas.
Starszy autor Ashutosh Chilkoti, profesor inżynierii biomedycznej w Duke, podkreśla, że «udało im się potroić czas działania tego krótko działającego leku na cukrzycę typu 2, przewyższając inne konkurencyjne projekty».
Obecnie pacjenci przyjmujący dulaglutyd – najdłużej działający lek z kontrolowanym uwalnianiem w cukrzycy typu 2 – muszą wstrzykiwać go raz w tygodniu, podczas gdy pacjenci stosujący standardową insulinę muszą stosować zastrzyki co najmniej dwa razy dziennie.
Zespół planuje teraz przetestować biopolimer na innych zwierzętach i zbadać reakcję układu odpornościowego na powtarzające się iniekcje. Chcą również sprawdzić, jak dobrze biopolimer radzi sobie z kontrolowanym uwalnianiem leków w innych obszarach, takich jak leczenie bólu.
«W tej pracy ekscytujące było to, że mogliśmy wykazać, iż lek może działać przez ponad 2 tygodnie u naczelnych innych niż ludzie. Ponieważ nasz metabolizm jest wolniejszy niż u małp i myszy, teoretycznie leczenie powinno trwać jeszcze dłużej u ludzi. Mamy nadzieję, że będzie to pierwsza formuła, która będzie działała przez dwa tygodnie lub raz w miesiącu dla osób z cukrzycą typu 2» – mówi Kelli Luginbuhl, pierwsza autorka i doktorantka na Duke University.
Dowiedz się, jak związek bakterii jelitowych może pomóc w zapobieganiu cukrzycy typu 2.
Nowe badania nad cukrzycą typu 2 w 2024 roku
W 2024 roku badania nad cukrzycą typu 2 przynoszą obiecujące wyniki. Najnowsze analizy pokazują, że biopolimery mogą nie tylko zrewolucjonizować leczenie cukrzycy, ale także znacząco wpłynąć na poprawę jakości życia pacjentów. Badania wskazują na możliwość przekształcenia biopolimerów w formuły długoterminowe, co może zredukować potrzebę częstych wizyt u lekarza i zwiększyć komfort życia osób z cukrzycą.
W niedawno opublikowanym badaniu wykazano, że pacjenci, którzy stosowali nową formę biopolimeru, doświadczali stabilniejszych poziomów glukozy, co prowadziło do mniejszej liczby epizodów hipoglikemii. Co więcej, dane z badań sugerują, że biopolimery mogą być skuteczne również w prewencji powikłań związanych z cukrzycą, takich jak neuropatia czy retinopatia.
Ciekawe są również badania nad interakcją biopolimerów z mikrobiomem jelitowym, które mogą wpływać na metabolizm glukozy. Naukowcy dostrzegają potencjał w wykorzystaniu biopolimerów jako narzędzi w tzw. terapii spersonalizowanej, co może przynieść jeszcze lepsze rezultaty w leczeniu cukrzycy typu 2.
Patrząc w przyszłość, badania nad nowymi technologiami w leczeniu cukrzycy typu 2 są obiecujące. Wzrost zainteresowania biopolimerami oraz ich zastosowaniem w medycynie daje nadzieję na nową erę w terapii cukrzycy, w której pacjenci będą mogli cieszyć się lepszym zdrowiem i jakością życia.
