Un equipo de investigación internacional, liderado por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos, ha desarrollado una cápsula que podría usarse para administrar dosis orales de insulina y reemplazar las inyecciones que las personas con diabetes mellitus tipo 1 deben administrarse cada día.
La cápsula, del tamaño de un arándano, contiene una pequeña aguja hecha de insulina comprimida, que se inyecta después de llegar al estómago. Los investigadores han demostrado en pruebas en animales que pueden administrar suficiente insulina para reducir el azúcar en la sangre a niveles comparables a los producidos por las inyecciones administradas a través de la piel.
"Tenemos muchas esperanzas de que este nuevo tipo de cápsula pueda algún día ayudar a los pacientes diabéticos y, quizás, a cualquiera que requiera terapias que ahora solo pueden administrarse mediante inyección o infusión", explica en un comunicado Robert Langer, profesor del Instituto David H. Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer.
Auto-orientación
Hace varios años, el equipo del profesor asistente en Brigham and Women's Hospital, de la Escuela de Medicina de Harvard, y científico visitante en el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT, Giovanni Traverso, ya desarrolló una píldora cubierta con muchas agujas pequeñas para inyectar medicamentos en el revestimiento del estómago o del intestino delgado.
Para la nueva cápsula, los investigadores cambiaron el diseño para tener una sola aguja y evitar inyectar medicamentos en el interior del estómago, donde los ácidos estomacales los descompondrían antes de tener ningún efecto.
La punta de la aguja está hecha casi íntegramente de insulina liofilizada y comprimida, utilizando el mismo proceso empleado para formar las pastillas. El eje de la aguja, que no entra en la pared del estómago, está hecho de otro material biodegradable.
Dentro de la cápsula, la aguja está unida a un resorte comprimido que se mantiene en su lugar por un disco hecho de azúcar. Cuando se traga la cápsula, el agua del estómago disuelve el disco de azúcar, liberando el resorte e inyectando la aguja en la pared estomacal.
La pared del estómago no tiene receptores de dolor, por lo que los investigadores creen que los pacientes no podrían sentir la inyección. Para asegurarse de que el medicamento se inyecta en la pared del estómago, los investigadores diseñaron un sistema de auto-ajuste mediante el cual, la aguja se orienta para estar en contacto con el revestimiento del estómago, sin importar cómo haya caído en él.
Los investigadores se inspiraron en la característica de autoorientación de la tortuga leopardo. Esta especie, que se encuentra en África, tiene una concha con una cúpula alta y empinada, que le permite enderezarse si rueda sobre su espalda. Mediante modelos informáticos, los científicos diseñaron una variante de esta forma para aplicarla a su cápsula y le permita reorientarse incluso en el entorno dinámico del estómago.
Una vez que la punta de la aguja se inyecta en la pared del estómago, la insulina se disuelve a una velocidad controlada. En este estudio, la insulina tardó aproximadamente una hora en liberarse completamente en el torrente sanguíneo.
Más fácil para los pacientes
En las pruebas en cerdos, los investigadores demostraron que podían administrar con éxito hasta 300 microgramos de insulina. Más recientemente, han podido aumentar la dosis a 5 miligramos, lo que es comparable a la cantidad que un paciente con diabetes tipo 1 necesitaría inyectarse.
Después de que la cápsula libere su contenido, puede pasar inofensivamente a través del sistema digestivo sin efectos adversos, debido a que está hecha de polímeros biodegradables y componentes de acero inoxidable.
Maria José Alonso, profesora de biofarmacia y tecnología farmacéutica en la Universidad de Santiago de Compostela en España, describe la nueva cápsula como una "tecnología radicalmente nueva" que podría beneficiar a muchos pacientes.
“No estamos hablando de mejoras en la absorción de insulina, que es lo que la mayoría de los investigadores en el campo han hecho hasta ahora. Esta es, con mucho, la tecnología de avance más realista e impactante revelada hasta ahora para la administración oral de péptidos”, destaca Alonso.
El equipo continúa trabajando con la compañía farmacéutica Novo Nordisk para desarrollar aún más la tecnología y optimizar el proceso de fabricación de las cápsulas. Creen que este tipo de administración de fármacos podría ser útil para cualquier fármaco proteico que normalmente deba inyectarse, como los inmunosupresores utilizados para tratar la artritis reumatoide o la enfermedad inflamatoria intestinal. También puede funcionar para ácidos nucleicos como el ADN y el ARN.
"Nuestra motivación es hacer que sea más fácil para los pacientes tomar medicamentos, en particular los que requieren una inyección", explica Traverso.
Referencia
An ingestible self-orienting system for oral delivery of macromolecules. A. Abramson et al. Science, 8 February 2019. DOI: 10.1126/science.aau2277.