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MIT: nova cápsula libera insulina na corrente sanguínea através do estômago e pode substituir as injeções de insulina

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Uma equipe de pesquisa do MIT desenvolveu uma cápsula que pode ser usada para administrar doses orais de insulina1, potencialmente substituindo as injeções a que os diabéticos tipo 1 têm de se submeter todos os dias.

Saiba mais sobre "Diabetes Mellitus2".

Do tamanho de um mirtilo, a cápsula ingerível contém uma pequena agulha feita de insulina1 comprimida que é injetada na corrente sanguínea depois que a cápsula chega ao estômago3. Em testes em animais, os pesquisadores mostraram que ela poderia fornecer insulina1 suficiente para baixar o açúcar4 no sangue5 a níveis comparáveis àqueles produzidos por injeções aplicadas na pele6. Eles também demonstraram que o dispositivo pode ser adaptado para fornecer outras drogas proteicas.

Robert Langer, professor do David H. Koch Institute, membro do MIT’s Koch Institute for Integrative Cancer7 Research, e um dos principais autores do estudo, diz estar esperançoso de que este novo tipo de cápsula possa algum dia ajudar pacientes diabéticos e talvez qualquer um que necessite de terapias que até agora só podem ser administradas por injeção8 ou infusão.

Giovanni Traverso, professor assistente do Brigham and Women’s Hospital, da Harvard Medical School, e cientista visitante no Departamento de Engenharia Mecânica do MIT, onde está começando como membro do corpo docente em 2019, também é autor sênior9 do estudo. O primeiro autor do artigo, publicado na revista Science, é o estudante de pós-graduação do MIT, Alex Abramson. A equipe de pesquisa também inclui cientistas da empresa farmacêutica Novo Nordisk.

Há vários anos, Traverso, Langer e colegas desenvolveram uma pílula revestida com várias pequenas agulhas que poderia ser usada para injetar drogas no revestimento do estômago3 ou do intestino delgado10. Para a nova cápsula, os pesquisadores mudaram o desenho para ter apenas uma agulha, permitindo que se evitasse injetar drogas no interior do estômago3, onde seriam quebradas pelos ácidos estomacais antes de terem qualquer efeito no organismo.

A ponta da agulha é feita de insulina1 100% comprimida e liofilizada11, usando o mesmo processo usado para formar comprimidos de medicamentos. O eixo da agulha, que não entra na parede do estômago3, é feito de outro material biodegradável. Dentro da cápsula, a agulha é presa a uma mola comprimida que é mantida no lugar por um disco feito de açúcar4. Quando a cápsula é engolida, a água no estômago3 dissolve o disco de açúcar4, liberando a mola e injetando a agulha na parede do estômago3.

A parede do estômago3 não tem receptores de dor, então os pesquisadores acreditam que os pacientes não seriam capazes de sentir a injeção8. Para garantir que o medicamento seja injetado na parede do estômago3, os pesquisadores projetaram o sistema para que, não importando como a cápsula caia no estômago3, ele possa se orientar de modo que a agulha entre em contato com o revestimento deste órgão.

Os pesquisadores buscaram inspiração12 para o recurso de auto-orientação em uma tartaruga conhecida como "tartaruga leopardo". Ela é encontrada na África, tem uma concha com uma cúpula alta e íngreme, permitindo que se endireite se rolar de costas13. A modelagem por computador foi usada para criar uma variante dessa forma da tartaruga para a nova cápsula, o que permite que ela se reoriente, mesmo no ambiente dinâmico do estômago3.

Uma vez que a ponta da agulha é injetada na parede do estômago3, a insulina1 se dissolve a uma taxa que pode ser controlada pelos pesquisadores à medida que a cápsula é preparada. Neste estudo, demorou cerca de uma hora para que toda a insulina1 fosse totalmente liberada na corrente sanguínea.

Em testes com suínos, os pesquisadores mostraram que eles conseguiam distribuir com sucesso até 300 microgramas de insulina1. Mais recentemente, eles foram capazes de aumentar a dose para 5 miligramas, o que é comparável à quantidade que um paciente com diabetes14 tipo 1 precisaria injetar.

Depois que a cápsula libera seu conteúdo, ela pode passar inofensivamente pelo sistema digestivo15. Os pesquisadores não encontraram efeitos adversos da cápsula, que é feita de polímero biodegradável e componentes de aço inoxidável.

Maria José Alonso, professora de biofarmacêutica e tecnologia farmacêutica da Universidade de Santiago de Compostela, na Espanha, descreve a nova cápsula como uma "tecnologia radicalmente nova" que pode beneficiar muitos pacientes. E diz que “não estamos falando de melhorias incrementais na absorção de insulina1, que é o que a maioria dos pesquisadores neste campo tem feito até agora. Esta é de longe a mais inovadora e impactante tecnologia divulgada até o momento para a entrega de peptídeos orais”. A professora não esteve envolvida na presente pesquisa.

A equipe do MIT continua a trabalhar com a Novo Nordisk para desenvolver ainda mais a tecnologia e otimizar o processo de fabricação das cápsulas. Eles acreditam que esse tipo de medicamento pode ser útil para qualquer droga proteica que normalmente precisa ser injetada, como os imunossupressores usados para tratar a artrite reumatoide16 ou a doença inflamatória intestinal. Pode também funcionar para ácidos nucleicos, como DNA e RNA.

A pesquisa foi financiada pela Novo Nordisk, pelo National Institutes of Health, National Science Foundation Graduate Research Fellowship, Brigham and Women´s Hospital, Viking Olaf Bjork Research Scholarship e pelo MIT Undergraduate Research Opportunities Program.

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Fonte: MIT News, em 7 de fevereiro de 2019.

 

NEWS.MED.BR, 2019. MIT: nova cápsula libera insulina na corrente sanguínea através do estômago e pode substituir as injeções de insulina. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/saude/1333778/mit-nova-capsula-libera-insulina-na-corrente-sanguinea-atraves-do-estomago-e-pode-substituir-as-injecoes-de-insulina.htm>. Acesso em: 25 ago. 2019.

Complementos

1 Insulina: Hormônio que ajuda o organismo a usar glicose como energia. As células-beta do pâncreas produzem insulina. Quando o organismo não pode produzir insulna em quantidade suficiente, ela é usada por injeções ou bomba de insulina.
2 Diabetes mellitus: Distúrbio metabólico originado da incapacidade das células de incorporar glicose. De forma secundária, podem estar afetados o metabolismo de gorduras e proteínas.Este distúrbio é produzido por um déficit absoluto ou relativo de insulina. Suas principais características são aumento da glicose sangüínea (glicemia), poliúria, polidipsia (aumento da ingestão de líquidos) e polifagia (aumento da fome).
3 Estômago: Órgão da digestão, localizado no quadrante superior esquerdo do abdome, entre o final do ESÔFAGO e o início do DUODENO.
4 Açúcar: 1. Classe de carboidratos com sabor adocicado, incluindo glicose, frutose e sacarose. 2. Termo usado para se referir à glicemia sangüínea.
5 Sangue: O sangue é uma substância líquida que circula pelas artérias e veias do organismo. Em um adulto sadio, cerca de 45% do volume de seu sangue é composto por células (a maioria glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas). O sangue é vermelho brilhante, quando oxigenado nos pulmões (nos alvéolos pulmonares). Ele adquire uma tonalidade mais azulada, quando perde seu oxigênio, através das veias e dos pequenos vasos denominados capilares.
6 Pele: Camada externa do corpo, que o protege do meio ambiente. Composta por DERME e EPIDERME.
7 Câncer: Crescimento anormal de um tecido celular capaz de invadir outros órgãos localmente ou à distância (metástases).
8 Injeção: Infiltração de medicação ou nutrientes líquidos no corpo através de uma agulha e seringa.
9 Sênior: 1. Que é o mais velho. 2. Diz-se de desportistas que já ganharam primeiros prêmios: um piloto sênior. 3. Diz-se de profissionais experientes que já exercem, há algum tempo, determinada atividade.
10 Intestino delgado: O intestino delgado é constituído por três partes: duodeno, jejuno e íleo. A partir do intestino delgado, o bolo alimentar é transformado em um líquido pastoso chamado quimo. Com os movimentos desta porção do intestino e com a ação dos sucos pancreático e intestinal, o quimo é transformado em quilo, que é o produto final da digestão. Depois do alimento estar transformado em quilo, os produtos úteis para o nosso organismo são absorvidos pelas vilosidades intestinais, passando para os vasos sanguíneos.
11 Liofilizada: Submetida à liofilização, ou seja, à desidratação de substâncias realizada em baixas temperaturas.
12 Inspiração: 1. Ato ou efeito de inspirar(-se). 2. Entrada de ar nos pulmões através das vias respiratórias. 3. Conselho, sugestão, influência. 4. No sentido figurado, significa criatividade, entusiasmo. Pessoa ou coisa que inspira, estimula a capacidade criativa. 5. Ideia súbita e espontânea, geralmente brilhante e/ou oportuna.
13 Costas:
14 Diabetes: Nome que designa um grupo de doenças caracterizadas por diurese excessiva. A mais frequente é o Diabetes mellitus, ainda que existam outras variantes (Diabetes insipidus) de doença nas quais o transtorno primário é a incapacidade dos rins de concentrar a urina.
15 Sistema digestivo: O sistema digestivo ou digestório realiza a digestão, processo que transforma os alimentos em substâncias passíveis de serem absorvidas pelo organismo. Os materiais não absorvidos são eliminados por este sistema. Ele é composto pelo tubo digestivo e por glândulas anexas.
16 Artrite reumatóide: Doença auto-imune de etiologia desconhecida, caracterizada por poliartrite periférica, simétrica, que leva à deformidade e à destruição das articulações por erosão do osso e cartilagem. Afeta mulheres duas vezes mais do que os homens e sua incidência aumenta com a idade. Em geral, acomete grandes e pequenas articulações em associação com manifestações sistêmicas como rigidez matinal, fadiga e perda de peso. Quando envolve outros órgãos, a morbidade e a gravidade da doença são maiores, podendo diminuir a expectativa de vida em cinco a dez anos.
17 Glicemia: Valor de concentração da glicose do sangue. Seus valores normais oscilam entre 70 e 110 miligramas por decilitro de sangue (mg/dl).
18 Bomba de insulina: Pequena bomba implantada no corpo para liberar insulina de maneira contínua ao longo do dia. A liberação de insulina é comandada pelo usuário da bomba, através de um controle remoto. Podem ser liberados bolus de insulina (várias unidades ao mesmo tempo) nas refeições ou quando os níveis de glicose estão altos, baseados na programação feita pelo usuário.
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