9 دقیقه
یک درمان موضعی جدید مبتنی بر پلیمر ممکن است روزی به افراد مبتلا به دیابت این امکان را بدهد که به جای تزریق، انسولین را مانند کرم یا لوسیون روی پوست بمالند. مطالعات آزمایشگاهی و حیوانی اخیر نشان می‌دهد یک پلیمر نفوذپذیر پوستی میتواند انسولین را از سد پوستی عبور دهد و کنترل قند خون را در سطحی قابل‌مقایسه با تزریقها حفظ کند و اثر آن برای چندین ساعت ادامه یابد. این مفهوم در حوزه تحویل دارو از طریق پوست (transdermal delivery) نویدبخش است زیرا میتواند بار روانی و فیزیکی تزریق‌های مکرر را کاهش دهد و در عین حال فارماکوکینتیک ملایم‌تر و پایدارتری فراهم کند.
چرا انتقال انسولین از طریق پوست دشوار بوده است
تحویل دارو از طریق پوست به دلیل غیرتهاجمی بودن، کم‌درد بودن و سادگی استفاده در منزل جذاب است. چسب‌ها، پچ‌ها و کرم‌ها می‌توانند آزادسازی تدریجی ماده فعال را تسهیل کنند و از اوج‌های ناگهانی سطح پلاسمایی که پس از تزریق زیرجلدی رخ می‌دهد، جلوگیری کنند؛ اما پوست به‌صورت طراحی‌شده مانعی محافظتی است. لایهٔ بیرونی پوست، استراتوم کورنئوم، از سلول‌های مرده در ماتریکسی غنی از لیپید تشکیل شده است که مانع عبور مولکول‌های بزرگ و دوست‌آب (هیدروفیلیک) میشود.
مولکول‌های کوچک و دوست‌چربی (لیپوفیلیک) می‌توانند بین لایههای لیپیدی نفوذ کنند و وارد گردش سیستمیک شوند، اما پروتئینها و پپتیدهای بزرگ مانند انسولین به‌طور طبیعی قادر به اختلاط با سطح روغنی پوست نیستند؛ آنها بزرگ و هیدروفیلیک‌اند و معمولاً از سطح پوست بازتاب می‌کنند. از این رو، تحقیقات در زمینه انتقال پوستی انسولین نیازمند راهکارهای جدید برای تغییر تعامل بین انسولین و لایهٔ چربی خارجی پوست است تا بتوان این مولکول‌های حساس و حجیم بیولوژیکی را وارد بافتهای زیرین کرد.
Turning a chemical trick into a delivery system
محققان به سرپرستی تیمی از دانشگاه ژجیانگ در چین برای حل این مسئله از یک خاصیت طبیعی پوست بهره بردند: گرادیان pH از سطح تا عمق. سطح پوست معمولاً کمی اسیدی است و هرچه به لایههای عمیقتر می‌رویم pH به سمت خنثی تمایل پیدا میکند. این گروه پلیمر ویژه‌ای را طراحی کردند که بار الکتریکی آن با تغییرات pH تغییر میکند؛ به‌طوری که در pH اسیدی سطح پوست بار مثبت دارد و میتواند با لیپیدهای سطحی تعامل برقرار کند، ولی وقتی به لایههای نزدیک به خنثی می‌رسد، بار خود را از دست می‌دهد و بارِ حامل را رها می‌سازد.
این پلیمر که به‌صورت شیمیایی poly[2-(N-oxide-N,N-dimethylamino)ethyl methacrylate] نامیده میشود و در گزارش‌ها با اختصار OP یاد شده است، در pH اسیدی دارای بار مثبت است. بار مثبت به OP کمک میکند تا به لیپیدهای سطح پوست بچسبد و در لایههای بیرونی نفوذ کند. هنگام حرکت به سمت بافتهای داخلی‌تر که pH نزدیک به خنثی دارند، پلیمر بار مثبت خود را از دست می‌دهد و محمولهٔ متصل‌شده به آن آزاد میشود. از طریق اتصال شیمیایی انسولین به OP و تشکیل یک کونژوگه با نام OP-I (یا OP-1 در برخی گزارش‌ها)، انسولین عملاً با «همراهی» پلیمر از سد پوستی عبور میکند که در شرایط عادی برای آن غیرقابل‌عبور بود. این نوع استراتژی شیمیایی-فیزیکی، نمونه‌ای از مهندسی دارویی است که از خواص زیست‌محیطی پوست به نفع تحویل بیولوژیک استفاده میکند.
What the experiments showed: mice, minipigs and human skin models
تیم تحقیقاتی OP-I را در چند مدل آزمایش کردند: نمونه‌های پوست رشد‌یافتهٔ انسان در آزمایشگاه، موشهای دیابتی و مینیخوکهای دیابتی. در مدلهای پوست انسانی ایزوله‌شده، OP-I نسبت به انسولین خالص یا انسولین مخلوط با حامل‌های مرسومی مانند پلی‌اتیلن‌گلیکول (PEG) به‌شکل قابل‌توجهی بهتر از استراتوم کورنئوم عبور کرد. این نتایج نشان می‌دهد که رویکرد کونژوگاسیون شیمیایی میتواند محدودیت‌های فیزیکوشیمیایی انسولین را در مواجهه با مانع پوستی کاهش دهد.
در موشهای دیابتی، استفادهٔ موضعی از OP-I ظرف حدود یک ساعت قند خون را به محدودههای طبیعی کاهش داد — که زمانی مشابه با آغاز اثر انسولین تزریقی را نشان می‌دهد — و سطوح گلوکز برای تقریباً 12 ساعت پایدار ماند. وقتی محققان به مدلهای فیزیولوژیک‌تر یعنی مینیخوکهای دیابتی منتقل شدند، افزایش قابل‌توجهی در تطابق با شرایط انسانی مشاهده شد: قند خون در حدود دو ساعت به محدوده نرمال بازگشت و کنترل برای مدت مشابهی حفظ شد. این اختلافات اندک در زمان آغاز و مدت اثر بین گونه‌ها طبیعی است، اما نتایج کلی سازگاری عملکردی را در مدلهای مختلف نشان می‌دهد.
پس از نفوذ به بافت، OP-I در بافت‌هایی که نقش مرکزی در تنظیم گلوکز دارند تجمع یافت: کبد، بافت چربی و عضلات اسکلتی. سلول‌ها این کونژوگه را درون‌دریافت کردند، انسولین آزاد شد و گیرنده‌های انسولینی فعال گردیدند که منجر به افزایش برداشت گلوکز و متابولیسم آن شد. نکتهٔ مهم این است که مسیر انتقال پوستی نسبت به تزریق زیرجلدی معمول، عمل انسولینی را پیوسته‌تر و طولانی‌تر نمود که میتواند منجر به کنترل گلیکمی یکنواخت‌تر با کاهش اوج و فرودهای ناگهانی قند خون شود؛ ویژگی‌ای که برای کاهش عوارض مرتبط با نوسانات قند خون بسیار مهم است.
Safety signals and broader potential
تا کنون در تست‌های حیوانی نشانه‌ای از التهاب موضعی یا واکنش پوستی قابل‌توجهی مشاهده نشده است که این یک علامت مثبت برای تحمل‌پذیری (tolerability) به‌شمار می‌آید. با این حال، محققان تأکید کردهاند که آزمایشهای بالینی در انسان ضروری است تا ایمنی و کارآیی در جمعیت‌های انسانی تأیید شود، دوزبه‌دوز بررسی گردد و هرگونه عوارض نادر یا تاخیری پایش شوند. ارزیابی حساسیت‌های پوستی، واکنش‌های ایمنی موضعی و سیستمیک، و بررسی سمیت مزمن از مراحل کلیدی بود که باید پیش از تصویب بالینی انجام شود.
استراتژی کنژوگه‌سازی با OP میتواند فراتر از انسولین توسعه یابد. به‌گفتهٔ تیم دانشگاه ژجیانگ، این پلیمر چندکاره است و ممکن است امکان انتقال پوستی سایر پپتیدها، پروتئینها یا حتی نوقلیکی اسیدها را فراهم آورد — امکانی که میتواند در آینده راه را برای تحویل غیرتهاجمی داروهای بیولوژیک باز کند، داروهایی که امروزه نیازمند تزریق‌های مکرر هستند. از منظر صنعت دارویی، این پتانسیل میتواند نوآوری در تولید فرمولاسیون‌های موضعی برای داروهای بیولوژیک را تسریع کند.
Implications for people with diabetes
اگر این فناوری به انسان‌ها تسری یابد، کرم یا پچ انسولینی موضعی میتواند بار فیزیکی و روانی تزریق‌های مکرر را کاهش دهد. برای بسیاری از بیماران، اضطراب ناشی از سوزن، درد محل تزریق و نیاز به نگهداری و حمل انسولین در شرایط یخچال و استفاده از سرنگ‌ها یا قلم‌های تزریق، موانع روزمرهٔ قابل‌توجهی است. فرمولاسیون‌های Transdermal انسولین کاربرپسندتر می‌توانند پایبندی (adherence) به درمان را افزایش داده، کیفیت زندگی را بهبود بخشند و با فراهم کردن کنترل گلوکز یکنواخت‌تر، احتمال وقوع نوسان‌های حاد قند خون و عوارض مرتبط را کاهش دهند.
Expert Insight
"این کار به‌طرز هوشمندانه‌ای از یک خاصیت بنیادی پوست — گرادیان pH آن — برای حل یک مشکل طولانی‌مدت در تحویل دارویی استفاده میکند،" می‌گوید دکتر مایا پاتل، اندوکرینولوژیست بالینی و محقق دیابت. "اگر ایمنی و دوزبندی در انسان نیز به‌صورت مشابه عمل کند، میتواند چارچوب نحوهٔ تجویز بسیاری از درمان‌های مبتنی بر پروتئین را بازتعریف کند. با این حال آزمایشهای بالینی باید تحمل‌پذیری بلندمدت و اثربخشی در دنیای واقعی را تأیید کنند." این دیدگاه تخصصی نشان می‌دهد که کارشناسان بالینی نیز نسبت به کاربرد بالینی بالقوهٔ این فناوری امیدوارند اما محتاط‌اند و نیاز به داده‌های انسانی را تأکید می‌کنند.
Next steps and what to watch
مسیر تبدیل داده‌های امیدوارکنندهٔ حیوانی به درمان تأییدشدهٔ انسانی طولانی و پیچیده است. محققان باید نسبت پلیمر-انسولین را بهینه‌سازی کنند، کنترل کیفیت بین بچ‌ها را تضمین کنند و آزمایشهای بالینی فازی را برای ارزیابی کارآیی در جمعیت‌های متنوع اجرا نمایند. موانع نظارتی شامل نشان دادن دوزدهی یکنواخت، ایمنی پوستی پس از کاربردهای مکرر و پیش‌بینی‌پذیری فارماکوکینتیک میشود؛ همهٔ این موارد برای اخذ مجوز و پذیرش بالینی ضروری‌اند.
علاوه بر کارهای فنی و مقرراتی، توسعه‌دهندگان باید مسائل اجرایی و عملی را نیز حل کنند: پایداری فرمولاسیون در دمای معمول خانگی، بسته‌بندی که فعالیت انسولین را حفظ کند، و دستورالعمل‌های روشن برای دوزدهی برای کاربران با نیازهای مختلف انسولینی. همچنین لازم است آموزش بیمار، برنامه‌ریزی مراقبت و قیمت‌گذاری دارویی به‌گونه‌ای طراحی شود که دسترسی بیماران به این فناوری جدید امکان‌پذیر و مقرون‌به‌صرفه باشد.
برای حال حاضر، OP-I گامی مهم به‌سمت تحویل غیرتهاجمی انسولین به‌شمار می‌آید. این کار بحثی را درباره آسان‌تر شدن مصرف داروهای بیولوژیک بازمی‌کند و نشان می‌دهد که روزی ممکن است یک تیوب کرم — نه یک سرنگ — مدیریت قند خون بسیاری از افراد مبتلا به دیابت را فراهم کند. با این حال، تردیدها و سوالات علمی و عملی باقی است و تحقیقات بیشتری برای تضمین ایمنی، اثربخشی و دسترسی این فناوری لازم است.
منبع: sciencealert
نظرات
پمپزون
بهم میاد؛ کنترل ملایم‌تر قند می‌تونه مفید باشه. امید هست اما واقع‌بینی و آزمایش انسان لازمه.
سام_پ
زیاد هیجان‌زده نشیم، نتایج حیوانی امیدوارکننده ان ولی تاریخ مصرف، نگهداری و قیمت مهمه. حس می‌کنم هنوز تبلیغیه، نه درمان آماده
مهران
خاله‌م دیابت داره، گفتم احتمالاً یه روز کرم بزنیم به جای تزریق و خوشحال شد؛ اما خودش گفت «زود نیست؟» حق داره، باید با احتیاط جلو برن
بیونیکس
ایده‌ش هوشمنده، استفاده از گرادیان pH جالب بود. اما کلی کار مونده تا فرمولاسیون صنعتی و قیمت مشخص بشه، واقعاً
توربومگ
یعنی واقعاً میشه؟ تا آزمایشهای انسانی نباشه من شک دارم، مخصوصا درباره دوز ثابت و حساسیت پوست، آیا قابل پیش‌بینیه؟
دیتاپالس
وااای جدی؟ کرم انسولین، بدون سوزن؟ اگه واقعاً کار کنه زندگی خیلیا عوض میشه... ولی باید ببینیم عوارض پوستی چی میشه، صبر لازمه
ارسال نظر