ساخت یک کپسول جدید خوراکی و خداحافظی با تزریق انسولین
همان طور که می‌دانید، بسیاری از داروها، به ویژه داروهایی که از پروتئین ساخته می‌شوند را نمی‌توان به صورت خوراکی مصرف کرد؛ زیرا قبل از اثر بخشی و جذب، در دستگاه گوارش تجزیه می‌شوند. از جمله این مواد می‌توان به انسولین اشاره کرد که بیماران دیابتی باید روزانه یا حتی همیشه آن را تزریق کنند.
مهندسان MIT با همکاری دانشمندان Novo Nordisk به امید اینکه جایگزینی برای این تزریقات ارائه دهند، کپسول خوراکی جدیدی طراحی کرده که می‌تواند انسولین یا سایر داروهای پروتئینی را در خود نگه داشته در حالی که در مقابل محیط اسیدی دستگاه گوارش دوام می‌آورد و تجزیه نمی‌شود. هنگامی که کپسول به روده کوچک می‌رسد، تجزیه شده تا از طریق ریزسوزن‌هایی موجود در آن و از طریق دیواره روده، دارو را در جریان خون آزاد کند.
دانشمندانی که این کپسول را کشف کرده‌اند امیدوارند که با استفاده از آن بتوانند به مبتلایان به دیابت و سایر بیماران کمک کنند. با آزمایش بر روی خوک‌ها این دانشمندان نشان دادند که این کپسول می‌تواند تنها بعد از آزاد کردن ریزسوزن‌ها، مقدار انسولینی را که با یک بار تزریق وارد بدن بیمار می‌شود را وارد جریان خود کند.
قبلاً نیز دانشمندان چندین استراتژی جدید را برای مصرف دارو به صورت خوراکی ارائه داده‌اند، که قرص پوشیده از ریزسوزن ها و همچنین سازه‌های ستاره‌ای شکل از جمله این موارد به حساب می‌آیند؛ اما بعد از آزادسازی دارو، روزها تا هفته‌ها در معده می‌مانند.
بسیاری از این راهبردها با این رویکرد ایجاد شده که اکثر بیماران داروی‌های خوراکی را به تزریق ترجیح می‌دهند. در اوایل سال ۲۰۱۹، آنها یک کپسول به اندازه زغال‌اخته تولید کردند که حاوی یک سوزن کوچک از انسولین فشرده شده بود. با رسیدن به معده، سوزن دارو را به داخل معده تزریق می‌کرد. در مطالعه جدید، محققان تصمیم گرفتند کپسولی تولید کنند که بتوان محتویات آن را به دیواره روده کوچک تزریق کرد.
دانشمندان خاطر نشان می‌کنند که بیشتر داروها از طریق روده کوچک جذب می‌شوند و این امر بیشتر به دلیل مساحت بسیار زیاد آن – در حدود ۲۵۰ متر مربع است که گفته می‌شود به اندازه یک زمین تنیس است. همچنین خاطرنشان کردند که این قسمت از دستگاه گوارش فاقد گیرنده‌های درد بوده از این رو می‌توان به راحتی و بدون کوچک‌ترین درد تحویل داروهایی مانند انسولین را از این قسمت به انجام رساند.
این محققان جهت رساندن این کپسول به روده در ساخت آن از نوعی پلیمر استفاده کرده‌اند که می‌تواند در محیط اسیدی معده سالم بماند. pH محیط معده از ۱٫۵ تا ۳ است. هنگامی که کپسول به روده کوچک می‌رسد به دلیل pH بالای ۶ این ناحیه، می‌شکافد. سپس سه بازوی انعطاف‌پذیر داخل کپسول از هم باز می‌شوند. هر بازوی دارای تکه‌هایی از میکرونیدل‌های به طول ۱ میلی‌متر بوده که می‌توانند انسولین یا داروهای دیگری را در خود حمل کند. وقتی بازوها باز می‌شوند، نیروی حاصل از باز شدن آنها به میکرونیدل‌های ریز اجازه می‌دهد تا به لایه‌های سطحی بافت روده کوچک نفوذ کنند. پس از نفوذ، سوزن‌ها دارو را آزاد می‌کنند.
این تیم تاکنون آزمایشات متعددی را بر روی حیوانات انجام داده تا اطمینان حاصل کنند که این سوزن‌ها هیچ عارضه‌ای در پی نخواهند داشت. محققان برای کاهش خطر انسداد روده، این بازوها را به گونه‌ای طراحی کردند که پس از تزریق میکرونیدل‌ها از هم جدا می‌شوند. محققان در آزمایش‌های مربوط به خوک‌ها نشان دادند که این کپسول‌های ۳۰ میلی‌متری می‌تواند دوزهایی از انسولین را به طور مؤثر وارد بدن کرده و یک واکنش فوری کاهش‌دهنده قند خون ایجاد کند. آنها همچنین نشان دادند که هیچ انسداد روده‌ای ایجاد نشده و بازوها پس از استعمال تکه‌های ریز سوزن‌ها، به راحتی دفع می‌شوند.
یکی از این دانشمندان می‌گوید:
«ما این بازوها را به گونه‌ای طراحی کردیم که آنها قدرت کافی برای انتقال ریزسوزن‌های انسولین به دیواره روده کوچک را داشته باشند، در حالی که برای جلوگیری از انسداد دستگاه گوارش در طی چند ساعت به طور کامل دفع می‌شوند»
گرچه محققان برای نشان دادن سیستم جدید از انسولین استفاده کرده‌اند، ولی آنها معتقدند که می‌توان از این داروها برای تزریق داروهای پروتئینی دیگری مانند هورمون‌ها، آنزیم‌ها یا آنتی‌بادی‌ها و همچنین داروهای مبتنی بر RNA نیز استفاده کرد.
