انسولین خوراکی با کمک فناوری‌ نانو ساخته شد

پژوهشگران دانشگاه صنعتی نانیانگ در سنگاپور (NTU) نانوذرات انسولینی تولید کرده اند که ممکن است روزی مبنای داروی خوراکی و جایگزینی برای تزریق انسولین در بیماران دیابتی شود.

در این پروژه، در بخش مطالعات پیش بالینی، تیم دانشگاه صنعتی نانیانگ سنگاپور نانوذرات حاوی انسولین را به موش‌ها خوراندند و دریافتند که انسولین در خون آن‌ها دقایقی بعد افزایش می‌یابد.

انسولین بخش مهمی از درمان دیابت است، بیماری متابولیکی که ۴۲۲ میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار می‌دهد. پیش‌بینی می‌شود در سنگاپور تعداد دیابتی‌ها در سال ۲۰۵۰ به یک میلیون نفر، تقریباً یک پنجم جمعیت این کشور برسد.

انسولین یک هورمون طبیعی است که برای تنظیم سطح گلوکز خون به ویژه بعد از غذا بسیار مهم است. در افراد سالم، انسولین تولیدشده در لوزالمعده وارد جریان خون می‌شود و در اندام‌های متابولیک اصلی توزیع می‌شود.

این ماده به کبد، عضلات و سلول‌های چربی دستور می‌دهد که گلوکز بیشتری از جریان خون گرفته و آن را برای استفاده‌های بعدی ذخیره کنند.

انسولین به‌صورت خوراکی نسبت به انسولین تزریقی برای بیماران ارجح‌ است زیرا باعث درد کمتری نسبت به تزریق می‌شود. اما تولید انسولین خوراکی همچنان یک چالش جدی است. از آنجا که انسولین یک ماده‌ پروتئینی است، قبل از رسیدن به جریان خون برای تنظیم قند، در دستگاه گوارش تجزیه می‌شود.

"از آنجا که انسولین یک ماده‌ پروتئینی است، قبل از رسیدن به جریان خون برای تنظیم قند، در دستگاه گوارش تجزیه می‌شود"

برای غلبه بر این چالش، تیم میان‌رشته‌ای متشکل از دانشمندان دانشکده علوم و مهندسی مواد دانشگاه صنعتی نانیانگ و دانشکده پزشکی لی کنگ چیان، نانوذره‌ای ساختند که درون آن با انسولین پر شده‌ است.

در واقع در هسته این نانوذره انسولین قرار دارد. این نانوذره با لایه‌های متناوب انسولین و کیتوزان پوشانده می‌شود. برای تعیین دوز مناسب، از تنظیم تعداد لایه‌های اطراف نانوذرات استفاده می‌شود.

هوانگ یینگینگ، یوسف علی و سابو ونکاتامران از محققان دانشگاه صنعتی نانیانگ با استفاده از کشت‌های سلولی و مدل‌های موش صحرایی نشان دادند که این نانوذره پوشش داده شده لایه به لایه در هنگام عبور از سیستم گوارش بدن، پایدار است.

این نانوذره با حداقل نشت انسولین می‌تواند معده را ترک کرده و به روده کوچک برسد و از آنجا از طریق دیواره روده به جریان خون منتقل شود.

دکتر هوانگ ینگینگ می‌گوید: تلاش‌ها برای تولید انسولین خوراکی با موفقیت اندکی روبرو شده‌است، زیرا این محصولات یا خطر ایمنی دارند یا به‌دلیل محدودیت داروها و انتقال مقدار کمی انسولین، به دوزهای مکرر نیاز دارند.

وی افزود: «آزمایش‌های نانوذره انسولین ساخته شده توسط پژوهشگران دانشگاه صنعتی نانیانگ در موش صحرایی نشان می‌دهد که این فرمولاسیون جدید می‌تواند مقدار کافی انسولین برای اثر درمانی مطلوب حمل کند و در عین حال به اندازه کافی کوچک است که از دیواره‌های روده به داخل جریان خون منتقل شود. ما معتقدیم که همین مفهوم می‌تواند برای سایر داروهای پروتئینی که معمولاً باید تزریق شوند نیز استفاده شود.»

یوسف علی می‌گوید: «درمان با انسولین در حال حاضر با یک سوزن ظریف در زیر پوست، تجویز چندین بار در روز و درد و ناراحتی همراه هستند ما امیدواریم در آینده، کار ما بتواند تزریق دردناک انسولین را با یک قرص ساده و کوچک جایگزین کند.»

طبق گزارش روز یکشنبه ستاد توسعه فناوری نانو، نتایج این پروژه در نشریه Nanoscale به چاپ رسیده است.

نانوذرات خوراکی انسولین توسعه داده شده در این پروژه، مسیری که انسولین طبیعی از کبد به بدن وارد می‌شود را طی می‌کند.

اندازه هر یک از این نانوذرات حدود ۲۰۰ نانومتر است.

انسولین ابتدا در لیپوزوم قرار داده شده و سپس لیپوزوم با ۱۱ لایه متناوب انسولین و کیتوزان با سه وزن مولکولی مختلف پوشانده می‌شود، رویکردی که باعث می‌شود انسولین بیشتری بارگیری شود.