Diabetes-Patienten können sich dank dieser Kapseln vom MIT möglicherweise bald von Nadeln verabschieden

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Diabetes-Patienten können sich dank dieser Kapseln vom MIT möglicherweise bald von Nadeln verabschieden

Von Good News Network - 7. Februar 2019
Felice Frankel / MIT News

Neue Pille kann Insulin liefern
Eine Kapsel, die Insulin im Magen freisetzt, könnte Injektionen bei Patienten mit Typ-2-Diabetes ersetzen.
Geschrieben von Anne Trafton
MIT News

Tägliche Nadelinjektionen könnten für Diabetes-Patienten dank dieses jüngsten Durchbruchs bald der Vergangenheit angehören.

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Ein vom MIT geführtes Forschungsteam hat eine Medikamentenkapsel entwickelt, mit der orale Insulindosen verabreicht werden können, um möglicherweise die Injektionen zu ersetzen, die Menschen mit Typ-2-Diabetes täglich selbst verabreichen müssen.

Die Kapsel ist etwa so groß wie eine Blaubeere und enthält eine kleine Nadel aus komprimiertem Insulin, die injiziert wird, nachdem die Kapsel den Magen erreicht hat. In ersten Tests zeigten die Forscher, dass sie genug Insulin abgeben können, um den Blutzuckerspiegel zu senken, der mit dem durch Hautinjektionen erzeugten vergleichbar ist. Sie zeigten auch, dass das Gerät angepasst werden kann, um andere Proteinarzneimittel abzugeben.

'Wir sind sehr zuversichtlich, dass diese neue Art von Kapsel eines Tages Diabetikern und vielleicht jedem helfen kann, der Therapien benötigt, die jetzt nur noch durch Injektion oder Infusion verabreicht werden können', sagt Robert Langer, Mitglied des Koch-Instituts für integrative Krebsforschung des MIT und einer der älteren Autoren der Studie, die in veröffentlicht wurde Wissenschaft früher diese Woche.

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Vor einigen Jahren entwickelte eine Gruppe von MIT-Kollegen eine Pille, die mit winzigen Nadeln beschichtet war, mit denen Medikamente in die Magen- oder Dünndarmschleimhaut injiziert werden konnten. Für die neue Kapsel änderten die Forscher das Design so, dass sie nur eine Nadel hatten, sodass sie vermeiden konnten, Medikamente in das Innere des Magens zu injizieren, wo sie vor einer Wirkung durch Magensäure abgebaut würden.

Die Nadelspitze besteht zu fast 100 Prozent aus komprimiertem, gefriergetrocknetem Insulin, wobei das gleiche Verfahren zur Herstellung von Arzneimitteltabletten angewendet wird. Der Nadelschaft, der nicht in die Magenwand eindringt, besteht aus einem anderen biologisch abbaubaren Material.

Innerhalb der Kapsel ist die Nadel an einer zusammengedrückten Feder befestigt, die von einer Scheibe aus Zucker an Ort und Stelle gehalten wird. Wenn die Kapsel verschluckt wird, löst Wasser im Magen die Zuckerscheibe auf, gibt die Feder frei und injiziert die Nadel in die Magenwand.

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Die Magenwand hat keine Schmerzrezeptoren, daher glauben die Forscher, dass die Patienten die Injektion nicht fühlen könnten. Um sicherzustellen, dass das Medikament in die Magenwand injiziert wird, haben die Forscher ihr System so konzipiert, dass es sich unabhängig davon, wie die Kapsel im Magen landet, so orientieren kann, dass die Nadel mit der Magenschleimhaut in Kontakt steht.

'Sobald Sie es einnehmen, möchten Sie, dass sich das System selbst korrigiert, damit Sie den Kontakt mit dem Gewebe sicherstellen können', sagt Giovanni Traverso, Gastwissenschaftler am MIT-Institut für Maschinenbau und leitender Autor der Studie.

Die Forscher ließen sich von der Leopardenschildkröte für die Technologie inspirieren. Diese Schildkröte, die in Afrika vorkommt, hat eine Muschel mit einer hohen, steilen Kuppel, die es ihr ermöglicht, sich aufzurichten, wenn sie auf den Rücken rollt. Die Forscher verwendeten Computermodelle, um eine Variante dieser Form für ihre Kapsel zu entwickeln, die es ihr ermöglicht, sich selbst in der dynamischen Umgebung des Magens neu zu orientieren.

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'Wichtig ist, dass die Nadel beim Injizieren Kontakt mit dem Gewebe hat', sagt Alex Abramson, MIT-Student und Erstautor des Papiers. 'Wenn sich eine Person bewegen oder der Magen knurren würde, würde sich das Gerät nicht aus seiner bevorzugten Ausrichtung bewegen.'

Sobald die Nadelspitze in die Magenwand injiziert ist, löst sich das Insulin mit einer Geschwindigkeit auf, die von den Forschern bei der Herstellung der Kapsel kontrolliert werden kann. In dieser Studie dauerte es ungefähr eine Stunde, bis das gesamte Insulin vollständig in den Blutkreislauf freigesetzt war.

In Tests an Schweinen zeigten die Forscher, dass sie erfolgreich bis zu 300 Mikrogramm Insulin abgeben konnten. In jüngerer Zeit konnten sie die Dosis auf 5 Milligramm erhöhen, was mit der Menge vergleichbar ist, die ein Patient mit Typ-2-Diabetes injizieren müsste.

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Nachdem die Kapsel ihren Inhalt freigesetzt hat, kann sie harmlos durch das Verdauungssystem gelangen. Die Forscher fanden keine nachteiligen Auswirkungen der Kapsel, die aus biologisch abbaubaren Polymer- und Edelstahlkomponenten besteht.

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Maria José Alonso, Professorin für Biopharmazeutik und Pharmazeutische Technologie an der Universität von Santiago de Compostela in Spanien, beschreibt die neue Kapsel als eine „radikal neue Technologie“, von der viele Patienten profitieren könnten.

'Wir sprechen nicht über inkrementelle Verbesserungen der Insulinabsorption, was die meisten Forscher auf diesem Gebiet bisher getan haben. Dies ist bei weitem die realistischste und effektivste bahnbrechende Technologie, die bisher für die orale Peptidabgabe offenbart wurde “, sagt Alonso, der nicht an der Forschung beteiligt war.

Das MIT-Team arbeitet nun weiter an der Entwicklung der Technologie und der Optimierung des Herstellungsprozesses für die Kapseln. Sie glauben, dass diese Art der Arzneimittelabgabe für jedes Proteinarzneimittel nützlich sein könnte, das normalerweise injiziert werden muss, wie z. B. Immunsuppressiva, die zur Behandlung von rheumatoider Arthritis oder entzündlichen Darmerkrankungen verwendet werden. Es kann auch für Nukleinsäuren wie DNA und RNA funktionieren.

'Unsere Motivation ist es, den Patienten die Einnahme von Medikamenten zu erleichtern, insbesondere von Medikamenten, die eine Injektion erfordern', sagt Traverso. 'Der Klassiker ist Insulin, aber es gibt viele andere.'

Nachdruck mit freundlicher Genehmigung von MIT News

(UHR das erklärende Video unten)

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