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Nanotechnologie öffnet die Tür zur Zukunft von Insulinmedikamenten

Forschungs- und Entwicklungsversion einer oralen Insulinkapsel. Bildnachweis: University of Sydney/ Stefanie Zingsheim.

Ein internationales Team unter der Leitung australischer Forscher hat mithilfe der Nanotechnologie ein System entwickelt, das Menschen mit Diabetes künftig die orale Einnahme von Insulin ermöglichen könnte. Forscher sagen, dass das neue Insulin durch die Einnahme einer Tablette eingenommen oder sogar in ein Stück Schokolade eingearbeitet werden könnte.

Der neue Nanoträger, der in Tiermodellen von Mäusen, Ratten und Pavianen getestet wurde, könnte Menschen mit Diabetes helfen, Nebenwirkungen im Zusammenhang mit Insulininjektionen wie Hypoglykämie (ein niedriges Blutzuckerereignis, wenn zu viel Insulin injiziert wurde) zu vermeiden.

Diese Tierversuche haben gezeigt, dass die größte Stärke des Materials im Nanomaßstab in seiner Fähigkeit liegt, auf den Blutzuckerspiegel des Körpers zu reagieren. Die Beschichtung löst sich auf und setzt Insulin bei hohen Blutzuckerkonzentrationen frei. Wichtig ist, dass sie in Umgebungen mit niedrigem Blutzucker kein Insulin freisetzt.

Das neue orale Insulin verwendet eine Art nanoskaliges Material, das 1/10.000stel der Breite eines menschlichen Haares hat. Das Material wirkt wie die säurebeständige Beschichtung von Tabletten und schützt diese vor der Zerstörung durch Magensäure. Aber diese neue Beschichtung umhüllt einzelne Insulinmoleküle und wird zu einem „Nanotransporter“, der wie ein Botenstoff fungiert, der Insulinmoleküle im Körper dorthin transportiert, wo sie wirken müssen.

Die Ergebnisse werden veröffentlicht in Natur-Nanotechnologie.

Weltweit leiden schätzungsweise 422 Millionen Menschen an Diabetes, rund 75 Millionen von ihnen spritzen täglich Insulin. Ungefähr 1,5 Millionen Todesfälle werden jedes Jahr direkt auf Diabetes zurückgeführt. Im Jahr 2021 lebten schätzungsweise mehr als 1,3 Millionen Australier mit Diabetes.

Der Hauptautor Dr. Nicholas Hunt von der School of Medical Sciences der Fakultät für Medizin und Gesundheit der University of Sydney sagt, dass die Entwicklung eines sicheren und wirksamen oralen Insulins seit der Entdeckung des Insulins vor mehr als einem Jahrhundert eine Herausforderung darstellt.

Nanotechnologie öffnet die Tür zur Zukunft von Insulinmedikamenten

Forschungs- und Entwicklungsversion einer oralen Insulinkapsel. Bildnachweis: University of Sydney/ Stefanie Zingsheim.

„Eine große Herausforderung bei der Entwicklung von oralem Insulin ist der geringe Prozentsatz an Insulin, der bei oraler Verabreichung oder Insulininjektionen in den Blutkreislauf gelangt“, sagt Dr. Hunt, der auch Mitglied des Nano Institute an der University of Sydney ist Charles Perkins Center.

„Um dieses Problem anzugehen, haben wir einen Nanoträger entwickelt, der bei Tests an menschlichem Darmgewebe die Absorption unseres Nanoinsulins im Darm deutlich erhöht.“

Präklinische Tests in Tiermodellen ergaben, dass Nanoinsulin nach der Einnahme in der Lage war, den Blutzuckerspiegel ohne Hypoglykämie oder Gewichtszunahme zu kontrollieren. Es gab auch keine Toxizität.

„Unser orales Insulin hat den zusätzlichen Vorteil, dass es das Risiko hypoglykämischer Episoden deutlich reduziert. Zum ersten Mal haben wir ein orales Insulin entwickelt, das diese große Hürde überwindet“, sagte Dr. Hunt.

Versuche am Menschen werden voraussichtlich im Jahr 2025 unter der Leitung des Spin-off-Unternehmens Endo Axiom Pty Ltd. beginnen.

Endo Axiom Pty Ltd wurde nach 20 Jahren Forschung von Professor Victoria Cogger, Professor David Le Couteur AO und Dr. Nicholas Hunt gegründet.

Dr. Hunt und sein Team waren bestrebt, eine orale Insulintechnologie zu entwickeln, da diese dazu beitragen könnte, die wirtschaftliche, gesundheitliche und gesundheitliche Belastung der Patienten durch die Behandlung von Diabetes zu verringern.

Nanotechnologie öffnet die Tür zur Zukunft von Insulinmedikamenten

Hauptermittler: Dr. Nicholas Hunt und Professor Victoria Cogger. Bildnachweis: University of Sydney/ Stefanie Zingsheim.

„Wir wollten unsere Zeit der Entwicklung einer wirksamen oralen Insulintechnologie widmen, weil wir glauben, dass sie Menschen mit Diabetes dabei helfen wird, ihre Krankheit besser zu kontrollieren.“

Die Hauptautorin Professor Victoria Cogger, Direktorin des ANZAC Research Institute, sagte, die Entwicklung von oralem Insulin sei der Höhepunkt langjähriger wissenschaftlicher Bemühungen und Zusammenarbeit.

„Es ist wunderbar zu sehen, dass unsere Arbeit veröffentlicht wird, von Endo Axiom unterstützt wird und in klinische Studien gelangt? Wir können die Art und Weise ändern, wie wir eine Krankheit behandeln, von der so viele Menschen betroffen sind“, sagte sie.

Professor Cogger sagte, als seine ersten Arbeiten zur Entwicklung eines oralen Insulins begannen, sei es eine rein wissenschaftliche Frage gewesen, aber dann sei ein Familienmitglied von Typ-1-Diabetes betroffen gewesen.

„Das Leben ist seltsam, und nebenbei wurde bei meiner Familie Typ-1-Diabetes diagnostiziert, und ich begann, die Realität des Lebens unter injizierbarer Insulintherapie wirklich zu verstehen.

„Diese gelebte Erfahrung hat das Projekt in vielerlei Hinsicht angeregt und Impulse gegeben, um das Leben aller Menschen mit Diabetes zu verbessern. Ich hoffe, dass wir die vielfältige Belastung durch Diabetes mit leicht zugänglichem oralem Insulin reduzieren können.

Mehr Informationen:
Nicholas J. Hunt et al., Orale nanotherapeutische Formulierung von Insulin mit reduzierten Episoden von Hypoglykämie, Natur-Nanotechnologie (2024). DOI: 10.1038/s41565-023-01565-2

Zur Verfügung gestellt von der University of Sydney

Zitat: Nanotechnologie öffnet die Tür zur Zukunft von Insulinmedikamenten (4. Mai 2024), abgerufen am 4. Mai 2024 von https://phys.org/news/2024-05-nanotech-door-future-insulin-medication.html

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By rb8jg

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