Ein internationales Team unter der Leitung von Forschern aus Australien hat mithilfe der Nanotechnologie ein System entwickelt, das Menschen mit Diabetes künftig die orale Einnahme von Insulin ermöglichen könnte. Die Forscher sagen, dass das neue Insulin durch die Einnahme einer Tablette gegessen oder sogar in ein Stück Schokolade eingebettet werden könnte.
Der neue Nano-Träger, der an Mäusen, Ratten und Pavian-Tiermodellen getestet wurde, könnte Menschen mit Diabetes helfen, Nebenwirkungen im Zusammenhang mit Insulininjektionen wie Hypoglykämie (ein niedriges Blutzuckerereignis, wenn zu viel Insulin injiziert wurde) zu vermeiden.
Diese Tierstudien haben gezeigt, dass die größte Stärke des nanoskaligen Materials darin besteht, dass es auf den Blutzuckerspiegel des Körpers reagieren kann. Die Beschichtung löst sich auf und gibt das Insulin frei, wenn eine hohe Blutzuckerkonzentration vorliegt. Wichtig ist, dass sie das Insulin in Umgebungen mit niedrigem Blutzucker nicht freisetzt.
Das neue orale Insulin verwendet eine Art Nanomaterial, das 1/10.000stel der Breite eines menschlichen Haares hat. Das Material wirkt ähnlich wie eine säurebeständige Beschichtung auf Tabletten, die diese vor der Zerstörung durch Magensäure schützt. Stattdessen umgibt diese neue Beschichtung einzelne Insulinmoleküle und wird zu einem „Nanoträger“, der wie ein Kurier fungiert, um Insulinmoleküle im Körper an die Orte zu befördern, an denen sie wirken müssen.
Der Ergebnisse werden veröffentlicht in Natur-Nanotechnologie.
Es wird geschätzt 422 Millionen Menschen weltweit leiden an Diabetes, und etwa 75 Millionen von ihnen injizieren sich täglich Insulin. Jedes Jahr werden rund 1,5 Millionen Todesfälle direkt auf Diabetes zurückgeführt. Im Jahr 2021 wurde es auf mehr als geschätzt 1,3 Millionen Australier lebten mit Diabetes.
Der Hauptautor Dr. Nicholas Hunt von der School of Medical Sciences der Fakultät für Medizin und Gesundheit der University of Sydney sagt, die Entwicklung eines sicheren und wirksamen oralen Insulins sei seit der Entdeckung von Insulin vor über einem Jahrhundert eine Herausforderung gewesen.
„Eine große Herausforderung bei der Entwicklung von oralem Insulin ist der geringe Prozentsatz an Insulin, der bei oraler Verabreichung oder durch Insulininjektionen in den Blutkreislauf gelangt“, sagt Dr. Hunt, der auch Mitglied des University of Sydney Nano Institute und Charles ist Perkins Center.
„Um dieses Problem anzugehen, haben wir einen Nano-Träger entwickelt, der die Absorption unseres Nano-Insulins im Darm drastisch erhöht, wenn er im menschlichen Darmgewebe getestet wird.“
Präklinische Tests in Tiermodellen ergaben, dass das Nano-Insulin nach der Einnahme in der Lage war, den Blutzuckerspiegel ohne Hypoglykämie oder Gewichtszunahme zu kontrollieren. Es gab auch keine Toxizität.
„Unser orales Insulin hat den zusätzlichen Vorteil, dass es das Risiko hypoglykämischer Episoden deutlich reduziert. Zum ersten Mal haben wir ein orales Insulin entwickelt, das diese große Hürde überwindet“, sagte Dr. Hunt.
Versuche am Menschen werden voraussichtlich im Jahr 2025 unter der Leitung des Spin-out-Unternehmens Endo Axiom Pty Ltd beginnen.
Endo Axiom Pty Ltd wurde nach 20 Jahren Forschung von Professor Victoria Cogger, Professor David Le Couteur AO und Dr. Nicholas Hunt gegründet.
Dr. Hunt und sein Team waren bestrebt, eine orale Insulintechnologie zu entwickeln, da diese dazu beitragen könnte, die wirtschaftliche, gesundheitliche und gesundheitliche Belastung der Patienten im Zusammenhang mit der Diabetesbehandlung zu verringern.
„Wir wollten unsere Zeit der Entwicklung einer erfolgreichen oralen Insulintechnologie widmen, weil wir glauben, dass sie Menschen mit Diabetes dabei helfen wird, mehr Kontrolle über ihren Zustand zu haben.“
Die leitende Autorin Professor Victoria Cogger, Direktorin des ANZAC Research Institute, sagte, die Entwicklung von oralem Insulin sei der Höhepunkt langjähriger wissenschaftlicher Bemühungen und Zusammenarbeit.
„Es ist wunderbar zu sehen, dass unsere Arbeit veröffentlicht wird, von Endo Axiom unterstützt wird und in klinische Studien gelangt? Wir können eine Veränderung in der Art und Weise herbeiführen, wie wir eine Krankheit behandeln, von der so viele Menschen betroffen sind“, sagte sie.
Professor Cogger sagte, als ihre Arbeit an der Entwicklung eines oralen Insulins begann, sei es eine rein wissenschaftliche Frage gewesen, aber dann erkrankte ein Familienmitglied an Typ-1-Diabetes.
„Das Leben ist seltsam und im Laufe der Zeit wurde meine Familie von der Diagnose Typ-1-Diabetes betroffen, und ich begann wirklich zu verstehen, wie das Leben unter einer injizierbaren Insulintherapie aussieht.
„Diese gelebte Erfahrung hat das Projekt in vielerlei Hinsicht vorangetrieben und einen Anstoß gegeben, das Leben aller Menschen mit Diabetes zu verbessern. Ich hoffe, dass wir die vielschichtige Belastung durch Diabetes durch leicht zugängliches orales Insulin reduzieren können.“
Mehr Informationen:
Nicholas J. Hunt et al., Orale nanotherapeutische Formulierung von Insulin mit reduzierten Episoden von Hypoglykämie, Natur-Nanotechnologie (2024). DOI: 10.1038/s41565-023-01565-2