Zdroj: Freepik
Nový polymérny gél dokáže v testoch na zvieratách dopravovať inzulín cez neporušenú kožu. Podľa niektorých by to v budúcnosti mohlo otvoriť cestu k liečbe cukrovky bez ihiel. Pre mnohých ľudí s cukrovkou znamená kontrola hladiny cukru v krvi každodenné injekcie inzulínu. No vedci teraz vyvinuli nový gél na báze polyméru, ktorý dokáže inzulín dopravovať cez kožu bez použitia ihiel.
Gél, opísaný v novembrovej štúdii v časopise Nature, upravil hladinu cukru v krvi diabetických myší a ošípaných do normálneho rozmedzia do jednej až dvoch hodín po aplikácii. Hladina cukru potom zostala v normálnom rozmedzí približne 12 hodín. Rýchlosť účinku aj dlhodobý efekt gélu sú porovnateľné s takzvanými „bazálnymi“ injekciami inzulínu, ktoré dodávajú stabilnú dávku a udržiavajú hladinu cukru medzi jedlami a počas noci. Tie sa zvyčajne používajú spolu s rýchlo účinkujúcim inzulínom podávaným tesne pred, počas alebo po jedle na kontrolu výrazných výkyvov hladiny cukru vyvolaných potravou.
Gél je „mechanicky elegantný“, uviedol Suchetan Pal, docent a vedúci Laboratória biomateriálov na Indian Institute of Technology Bhilai, ktorý sa na výskume nepodieľal. Zatiaľ je však stále striktne experimentálny. Doposiaľ bol testovaný len na myšiach a ošípaných, nie na ľuďoch, uviedol Pal. Ľudská koža, ktorá sa líši hrúbkou, obsahom tuku aj pH, sa môže správať inak ako koža zvierat.
Ako gél prekonáva obranné mechanizmy kože
Vonkajšia vrstva ľudskej kože, stratum corneum, má hrúbku približne 10 až 15 mikrometrov, teda je tenšia než ľudský vlas. Odumreté bunky a tuky, ktoré ju tvoria, však vytvárajú bariéru, ktorú je ťažké prekonať. Zatiaľ čo niektoré malé molekuly touto bariérou prejdú, väčšie proteíny, ako je inzulín, zvyčajne nie. Tím stojaci za štúdiou túto prekážku prekonal vytvorením polyméru reagujúceho na pH, ktorý nazvali OP. Pri pH približne 5 je povrch kože kyslý, zatiaľ čo hlbšie vrstvy sa približujú k neutrálnej hodnote pH 7. Na povrchu kože sa polymér OP stáva kladne nabitým. Toto kladné nabitie mu pomáha viazať sa na mastné kyseliny v koži, podobne ako sa priťahujú opačné póly magnetu.
Ako sa pH v hlbších vrstvách postupne zvyšuje, polymér OP sa mení na neutrálny stav, ktorý mu umožňuje difundovať cez tuky v koži. Inzulín, ktorý je s polymérom chemicky prepojený, sa tak prenáša cez vrstvy kože, do ktorých by sa sám nedokázal dostať. Laboratórne testy na koži myší a ošípaných potvrdili, že OP preniká všetkými vrstvami kože, zatiaľ čo samotný inzulín zostáva na povrchu. Výskumníci potom testovali, či aplikácia gélu s OP-inzulínom na kožu zvierat dokáže znížiť ich hladinu cukru v krvi.
V myšom modeli cukrovky, znížila jednorazová aplikácia gélu hladinu glukózy v krvi do normálneho rozmedzia približne za hodinu. A udržala ju tam približne 12 hodín. Pal však upozornil, že tento efekt si vyžadoval veľmi vysokú dávku OP-inzulínu, 116 jednotiek na kilogram telesnej hmotnosti (U/kg), čo je výrazne viac než typická dávka pre človeka. To môže naznačovať, že prenos inzulínu cez kožu nemusí byť dostatočne efektívny.
Výskumníci však dokázali použiť nižšiu dávku u diabetických miniatúrnych ošípaných, ktorých koža je podobná ľudskej. Pri jednorazovej dávke približne 7,25 U/kg gél obnovil hladinu glukózy v krvi na normálnu úroveň. Opakované použitie gélu navyše nespôsobilo podráždenie ani zápal kože.
Potrebný je ďalší výskum
Ak sa tieto výsledky zo zvierat potvrdia aj u ľudí, gél s inzulínom bez ihiel by mohol pomôcť pacientom so strachom z ihiel alebo odporom voči nim. Tým by sa zlepšila ich disciplína pri liečbe a znížila záťaž spojená s manažmentom cukrovky. Dvanásťhodinový účinok naznačuje, že gél by mohol slúžiť ako dlhodobo pôsobiaci inzulín na „základnú“ kontrolu hladiny cukru. Hoci pacienti by stále potrebovali rýchlo pôsobiace dávky počas jedla. Keďže vstrebávanie gélu do krvného obehu je pomalšie a rovnomernejšie než pri injekcii, nedokáže rýchlo znížiť vysokú hladinu cukru v prípade akútnej situácie, upozornil Pal.
Autori dúfajú, že tento polymérny prístup by sa mohol rozšíriť aj za hranice podávania inzulínu. Keďže pracujú na úprave OP tak, aby prenášal agonisty GLP-1, ako je semaglutid (Ozempic), a ďalšie terapeutické proteíny. Odborníci však varujú, že pred schválením na použitie u ľudí treba prekonať viaceré prekážky. „Polymér zatiaľ nepreukázal vedľajšie účinky u myší ani ošípaných,“ uviedol hlavný autor štúdie Youqing Shen, profesor na School of Chemical and Biological Engineering na Zhejiang University v Číne.
Shen tiež zdôraznil, že dávka inzulínu podávaná cez gél musí byť presne kontrolovaná. Príliš vysoká dávka môže viesť k nebezpečne nízkej hladine cukru v krvi. Vývojári by preto museli absolvovať rozsiahle predklinické bezpečnostné štúdie. Podať žiadosť o povolenie na klinické skúšanie (IND) na Úrad pre kontrolu potravín a liečiv (FDA) a následne uskutočniť klinické skúšky na ľuďoch, kým by sa inzulínová terapia cez kožu mohla dostať k pacientom.
Hoci experimenty na ošípaných poskytli lepší model ľudskej kože než myši, Pal upozornil, že nižšia dávka inzulínu mala aj nižšiu účinnosť. To poukazuje na množstvo vývoja, ktoré je ešte potrebné na dosiahnutie účinného podávania inzulínu pri bezpečných a klinicky relevantných dávkach pre človeka. Dlhodobá bezpečnosť opakovaného používania gélu je tiež zatiaľ neznáma.
Do budúcnosti bude tím musieť určiť optimálne zloženie a dávkovanie gélu, navrhnúť spôsob jeho výroby vo väčšom meradle a realizovať klinické skúšky, uviedol Pal. Napriek tomu považuje túto myšlienku za vzrušujúcu a verí, že by mohla otvoriť cestu k liečbe cukrovky bez ihiel.
Vyhlásenie:
Tento článok slúži len na informačné účely a nie je určený na poskytovanie lekárskych rád.
Zdroje článku:
Source Wei, Q., He, Z., Li, Z. et al. A skin-permeable polymer for non-invasive transdermal insulin delivery. Nature 648, 459–467 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09729-x
About the Author
