乌龟立功了!启发科学家开发出创新口服胰岛素输送系统

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乌龟立功了!启发科学家开发出创新口服胰岛素输送系统

尽管进行了近一个世纪的研究,研究人员迄今未能开发出一种口服胰岛素产品,可以让糖尿病患者摆脱每天多次注射的痛苦与烦恼。现在麻省理工学院、布莱根妇女医院和诺和诺德的研究人员已经提出了胰岛素药丸新创意,而它的灵感竟然来自乌龟

这种药丸大小与蓝莓相当,含有一个由胰岛素制成的小针头。一旦到达胃部,它就会调整其方向,以确保在注射药物之前与胃组织接触。在大鼠和猪的测试中,该药物成功地将血糖降低至与胰岛素注射所达到的相似的水平。该团队在《科学》杂志上报告了结果,文章题目是“An ingestible self-orienting system for oral delivery of macromolecules“。

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胃肠道不是处理大分子药物的理想场所,因为它是酸性的,富含可以攻击和降解蛋白质的微生物组和消化酶。并且,粘稠的粘液层和致密的细胞壁本身使得蛋白质类药物难以通过。据研究人员称,由于存在这些挑战,过去口服大分子胰岛素技术方面的尝试只能将1%的药物输送到血液循环中。

诺和诺德宣布终止口服胰岛素研发;上海交大研发微针技术,有望实现贴剂注射胰岛素

事实上,诺和诺德公司之前已经取消了口服胰岛素的开发,因为低吸收率使得药物传送机制从商业或制造角度来看是不可持续的。即便如此,该公司后来报告早期数据,显示实验片剂OI388GT在控制血糖水平方面与赛诺菲的注射来得时(Lantus)一样有效。

对于新胶囊,研究人员开发出一种装置,其具有单个微针,微针的尖端由冻干胰岛素制成。注射由压缩的弹簧控制,该弹簧受到糖片的约束。胃中的水可以溶解糖片,进而释放弹簧,将针头注射到胃壁中。

科学家面临一个重大挑战:他们需要确保注射器不会走火。所以,他们转向豹龟,从这种乌龟身上获取灵感。乌龟的身体结构让它四脚朝天时可以翻转过来。科学家们利用计算机模拟设计了一种形状相似的药丸。这样药丸可以随时重新定位,始终处于正确的位置。

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(图片来源:Wikipedia)

“重要的是,当注射时,针头始终与组织接触,” 该研究的第一作者Alex Abramson在一份声明中表示。“ 此外,如果一个人四处走动或者胃部蠕动,那么该设备就不会从其首选方向移动开来。”

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(Credit:Felice Frankel)

该小组在猪身上测试了装有0.3毫克胰岛素的针头。他们观察到血糖水平下降,血液中的活性药物水平与通过皮下注射接受胰岛素的对照组的猪体内观察到的相当。

研究的共同资深作者Robert Langer教授在一份声明中表示:“我们充满信心,这种新型胶囊有朝一日可以帮助糖尿病患者,也许任何现在只能通过注射或输液给药接受治疗的人。”

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Robert Langer教授(图片来源:MIT官网)

该技术可能正是诺和诺德长期以来苦苦寻觅的。早在2017年11月,也就是在决定停止OI388GT项目的一年之后,首席科学官Mads Krogsgaard Thomsen博士在一篇博客文章中说,公司仍然相信口服胰岛素的潜力。

他在当时表示,口服胰岛素这一拼图所缺失的一块就是药物输送系统的突破,并补充称,诺和诺德计划与外部科学家们合作开发可行的递送技术并将其带到临床试验

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The pursuit of oral insulin

不过,诺和诺德和麻省理工学院的科学家们不是一个人在战斗。2017年,赛诺菲与Enteris BioPharma达成了一项研究协议,利用后者的口服给药平台进行2型糖尿病疗法研究。一家名为Oramed的小型生物技术公司正推进其主要候选药物,口服胰岛素ORMD-0801,该药物目前处于中期临床试验阶段。据该公司称,该药物之前在2型糖尿病患者中的28天试验显示其能够降低血糖水平。来自哈佛大学和加州大学圣巴巴拉分校的一组研究人员最近在《PNAS》杂志上报道了他们的离子液体口服胰岛素制剂的阳性的细胞实验结果和动物结果。

诺和诺德-麻省理工学院的科学家们正在努力优化仿乌龟的胰岛素胶囊的制造工艺。他们还在研究中指出,需要进一步研究以确定每日胃注射引起的长期影响。

他们仍然相信他们的平台不仅可以提供胰岛素,还可以提供传统上必须注射的更广泛的生物药物,包括肽和核酸,如DNA疗法和RNA疗法。

药时代将继续密切关注,及时报道。敬请关注!

参考资料:

  • An oral insulin delivery system inspired by tortoises(byAngus Liu Feb 7, 2019 2:00pm)

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