„Stworzyliśmy inteligentny system, który po wstrzyknięciu do organizmu, reaguje na zmiany stężenia cukru we krwi i poprzez uwalnianie insuliny, może skutecznie kontrolować poziom cukru we krwi" – mówi dr Zhen Gu, główny autor artykułu opisującego eksperyment. Technologia ta była testowana pierwotnie na myszach laboratoryjnych. Jednorazowa aplikacja leku utrzymywała stały poziom cukru we krwi przez okres maksymalnie do 10 dni.

U pacjentów z cukrzycą typu 1 ich organizm nie wytwarza wystarczającej ilości insuliny – hormonu, który transportuje glukozę we krwi oraz z krwi do komórek organizmu. Może to powodować szereg skutków zdrowotnych. Obecnie chorzy na cukrzycę muszą robić częste badania krwi w celu monitorowania poziom cukru we krwi i wstrzykiwać insulinę nawet kilka razy dziennie, w celu zapewnienia jej prawidłowego działania. Jednakże, te zastrzyki z czasem mogą stawać się bolesne oraz mogą pojawić się trudności w określeniu dokładnej jednorazowej dawki insuliny. Podawanie zbyt dużych lub zbyt małych porcji insuliny stwarza ryzyko występowania zdrowotnych skutków ubocznych.

Nowy lek, iniekcyjna sieć nanocząsteczek, składa się z mieszaniny zawierającej nanocząsteczki zbudowane z: rdzenia insuliny, modyfikowanego dekstranu i oksydazy glukozy. Gdy enzymy wystawione są na kontakt z wysokim stężeniem glukozy – reagują z nią, skutecznie przekształcając glukozę do kwasu glukonowego, który rozbija zmodyfikowany dekstran i uwalnia insulinę do krwioobiegu. Insulina następnie doprowadza do wyrównania i obniżenia stężenia glukozy. Kwas glukonowy i dekstran pełnią rolę biokompatybilnej otoczki i rozpuszczają się w organizmie po rozerwaniu nanocząsteczki. Każdy z tych nanocząsteczkowych rdzeni jest naładowany dodatnio lub ujemnie, w zależności od typu cząsteczki. Dodatnio naładowane powłoki są wykonane z chitozonu (substancji budującej pancerz krewetek), natomiast ujemnie naładowane powłoki są wykonane z alginianu (substancji zwykle występującej u wodorostów). Gdy roztwór powlekanych nanocząstek miesza się ze sobą, dodatnio i ujemnie naładowane powłoki są przyciągane do siebie w celu utworzenia tak zwanych "nano-sieci". Po wstrzyknięciu do tkanki podskórnej, nano-sieć zbudowana jest z nanocząsteczek połączonych elektrostatycznie ze sobą i zapobiega ich rozpraszaniu się po całym organizmie. Powłoki nano-sieci są porowate, co pozwala krwi – cukrom transportowanym we krwi – reagować z rdzeniem nanocząstek. Technologia ta tworzy system "zamkniętej pętli", który naśladuje aktywność trzustki u osoby zdrowej, uwalniając insulinę w odpowiedzi na zmiany poziomu glukozy.

Na dzień dzisiejszy zakończono badania na myszach i wkrótce rusza szereg badań i testów klinicznych na ludziach.

Dagmara Sosińska

• "Injectable Nano-Network for Glucose-Mediated Insulin Delivery"; autorzy: Dr. Robert Langer, MIT's David H. Koch Institute Professor, and Dr. Daniel Anderson, the Samuel A. Goldblith Associate Professor of Chemical Engineering and a member of MIT's Institute for Medical Engineering and Science, David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research and Children's Hospital Boston. The research was supported by a grant from the Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust Foundation, and a generous gift from the Tayebati Family Foundation. Artykuł opublikowany online 02.05.2013r. w ACS Nano.
• "Injectable Nano-Network for Glucose-Mediated Insulin Delivery".  Zhen Gu, North Carolina State University and the University of North Carolina at Chapel Hill; Alex Aimetti, Yunlong Zhang, Omid Veiseh, Robert Langer and Daniel G. Anderson, MIT and Children's Hospital Boston; Qun Wang, Tram T. Dang and Hao Cheng, MIT.