Sapere Scienza

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Diabete: pillole di insulina al posto delle iniezioni

18 Febbraio 2019

Un gruppo di ricerca del MIT-Massachusetts Institute of Technology, in collaborazione con la Harvard Medical School, il Brigham and Women's Hospital e la Novo Nordisk, ha progettato e testato una pillola che potrebbe essere usata per rilasciare una dose di insulina oralmente, sostituendo così le iniezioni a cui sono sottoposti i pazienti di diabete di tipo 1 ogni giorno. Lo studio è stato pubblicato su Science.

 

Il diabete di tipo 1

 

Il diabete è una patologia caratterizzata dalla presenza di quantità eccessive di glucosio (zucchero) nel sangue. L'iperglicemia può essere causata da un'insufficiente produzione di insulina - l'ormone che regola il livello di glucosio nel sangue - o da un suo malfunzionamento. In particolare, il diabete di tipo 1 è classificato come malattia autoimmune perché è dovuto alla produzione di autoanticorpi, anticorpi che distruggono tessuti e organi propri perché riconosciuti come minaccia esterna. Gli autoanticorpi attaccano le cellule beta che, nel pancreas, hanno il compito di produrre insulina. Conseguentemente l'ormone diminuisce fino a non essere più presente e i livelli di glucosio aumentano fino ad arrivare all'iperglicemia. Gli zuccheri, introdotti attraverso l'alimentazione e non utilizzati, vengono eliminati attraverso le urine. A questo punto il corpo deve trovare un altro modo di produrre energia per il proprio sostentamento e lo fa principalmente metabolizzando i grassi. Ciò comporta la produzione di quelli che sono chiamati corpi chetonici, i quali si accumulano nell'organismo portando a esiti molto pericolosi. Tra le più gravi complicazioni di questa patologia vi sono la nefropatia, la neuropatia e la retinopatia.

 

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Una promettente alternativa alle iniezioni

 

È da circa un secolo che i malati di diabete, per poter tenere sotto controllo la quantità di glucosio nel sangue, assumono insulina tramite iniezione giornaliera. Una pratica molto scomoda e che non peggiora la qualità di vita dei pazienti. Ed è sempre da un centinaio di anni che i medici cercano un'alternativa alla puntura. L'assunzione per bocca di molecole come quella dell'insulina è stata fino a ora impossibile: l'ormone dovrebbe attraversare l'ambiente acido dello stomaco e intestino e arrivare al flusso sanguigno superando i confini di questi organi, costituiti da muchi e cellule epiteliali strettamente impacchettate. Un'avventura non semplice. Ora gli studiosi hanno sviluppato una capsula delle dimensioni di un mirtillo, che contiene un piccolo ago costituito da insulina compressa il quale viene iniettato dopo che la pillola raggiunge lo stomaco. Una tecnologia promettente anche per l'assunzione di altri farmaci che presentano i medesimi problemi.

 

Un forma ispirata alla Natura per orientarsi correttamente

 

Come far arrivare la pillola nello stomaco e mantenerne l'orientazione affinché l'ago punga le pareti dell'organo e abbia il tempo di rilasciare il farmaco? I ricercatori hanno ideato una capsula contenente un ago la cui punta è costituita da insulina compressa, mentre il corpo - che non entrerà, invece, nella parete gastrica - è di un materiale biodegradabile. All'interno della capsula l'ago è collegato a una molla contratta, mantenuta in questo stato da un disco in zucchero: una volta che la pillola è ingoiata, l'acqua all'interno dello stomaco dissolve la finestra in zucchero, rilasciando la molla e iniettando l'ago nella parete, azione che non darà alcun tipo di fastidio data la mancanza in loco dei recettori del dolore. Per assicurarsi che la pillola sia sempre orientata in maniera tale che l'ago colpisca il target, i ricercatori l'hanno disegnata ispirandosi alla forma di una tartaruga africana, la tartaruga leopardo (Stigmochelys pardalis), il cui carapace è talmente alto e inclinato da permettere all'animale di raddrizzarsi con facilità in caso di ribaltamento. Esattamente come farà la capsula all'interno dell'ambiente così movimentato presente nello stomaco.

 

 

Non solo insulina

 

La velocità di dissoluzione dell'insulina, una volta che l'ago si è conficcato nello stomaco, è un parametro controllabile dagli scienziati in fase di preparazione della pillola. Negli esperimenti descritti nello studio pubblicato su Science, è stata necessaria un'ora affinché l'insulina fosse totalmente rilasciata nel flusso sanguigno. Nei test sui maiali i ricercatori hanno mostrato di poter somministrare con successo 300 microgrammi dell'ormone e, recentemente, hanno raggiunto una dose di 5 milligrammi, confrontabile con il quantitativo previsto per un paziente affetto da diabete di tipo 1. Una volta che la capsula - costruita con polimeri biodegradabili e componenti in acciaio inossidabile - ha terminato il suo compito, attraverserà l'apparato digerente senza difficoltà, non sono stati infatti registrati effetti collaterali. Andranno svolte ancora altre prove per testare la sicurezza di questo sistema e per essere sicuri che punture interne frequenti non danneggino lo stomaco.
In futuro questa tecnologia potrebbe essere ulteriormente sviluppata e ottimizzata per una produzione su larga scala: questo sistema potrebbe essere adoperato per qualsiasi farmaco che normalmente è iniettato come, ad esempio, gli immunosoppressori impiegati nel trattamento dell'artrite reumatoide, delle malattie infiammatorie croniche intestinali, o ancora, potrebbero veicolare acidi nucleici come DNA e RNA.

 

Cosa succede quando assumiamo un farmaco e come spiegarlo ai più piccoli? Troverete le risposte nel libro di Éric Ezan, "Come funzionano le medicine?", che potrete acquistare sul sito di Edizioni Dedalo.

 

Immagine di copertina: le pillole progettate dal gruppo di ricerca del MIT per l'assunzione orale dell'insulina. Credits: Felice Franke

copertina   maggio-giugno 2019

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