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研究人员专注于以药丸形式提供胰岛素

一位母亲生动地记得她三岁半的儿子每天接受几次胰岛素注射时的请求。”他会乞求和恳求,‘妈妈,别这样做!’她回忆道。

注射胰岛素是许多管理1型糖尿病患者日常生活的一部分。北达科他州立大学的一名药学系成员的研究重点是为患者提供其他选择。

一个由一个团队进行的研究显示,在口服胰岛素方面有希望,该团队包括NDSU的药物科学助理教授AmritaBanerjee。班纳吉被列为发表在《国家科学院院院刊》上的这项研究的第一作者。她在哈佛大学约翰·A·保尔森学院生物工程和生物灵感工程教授萨米尔·米特拉戈特里(Samir Mitragotri)的博士后研究员期间完成了这项研究。

糖尿病患者必须不断地控制血糖以控制糖尿病。这通常是通过每天多次注射胰岛素或通过放置在皮肤下的泵来完成的。

班纳吉博士作为一个研究团队的一员,专注于以药丸形式提供胰岛素。研究人员面临着一个多层次的消化障碍过程,使这种药丸在人体内发挥作用。胃是口服胰岛素的第一道屏障。胃酸很容易分解蛋白质,通常会使胰岛素药丸失效。为了跨越这个障碍,班纳吉和研究小组把胰岛素放在一种离子液体中,然后把它放进胶囊里。胶囊上的肠溶涂层使其耐酸。

将粉末状胰岛素插入胶囊内胆碱和香叶酸的离子液体中。胆碱是一种在鸡蛋和肝脏等食物中发现的大营养素。天竺葵酸是小豆蔻和柠檬草中天然的调味剂。

“肠衣胶囊不会在胃部分解,”班纳吉说。一旦胶囊进入肠道,那里的环境更碱性,肠衣溶解,胶囊释放离子液体与胰岛素在其中,”她说。

研究人员面临另一个障碍。肠内的酶分解蛋白质。然而,在这种情况下,离子液体的配方可防止离子胰岛素的分解。”酶需要一个特殊的离子环境才能起作用,但是当你干扰它时,它们就不能很好地起作用了,”班纳吉说。

口服胰岛素药丸在穿越人体的过程中,面临着第三个障碍。肠的粘液层起着门卫的作用。它的设计是为了捕捉细菌,告诉大分子如胰岛素,“你不能通过!”

但是在班纳吉的研究中使用的离子液体配方会使粘液层变薄。”班纳吉解释说:“当胰岛素变薄时,胰岛素更容易穿过粘膜层。”

相关报道糖尿病数据分析将导致更好的血糖监测和胰岛素释放。辅酶胰岛素可能解决有关救命药的关键问题。糖尿病可能会改变纤维肌痛和慢性疼痛的治疗方式。最终的消化障碍仍然存在。肠细胞被紧密地包裹着,有着几乎不可穿透的连接——这也是为了防止像胰岛素这样的大分子通过它们而设计的。

班纳吉说:“在我们的研究中,我们已经证明离子液体会暂时打开那些紧密的连接,这样大分子就可以通过。

这项研究的主要研究者,哈佛大学的Samir Mitragotri,用这种方式总结了这一点,正如哈佛大学新闻稿所引用的。我们的方法就像一把瑞士军刀,其中一颗药丸有解决遇到的每一个障碍的工具。”

尽管这项研究有希望,但还有更多的工作要做。这项研究使用了大鼠模型。班纳吉说,下一步将包括大型动物研究和最终的临床试验。初步研究表明,携带胰岛素的离子液体在室温下保持稳定2个月,在冷藏时至少保持4个月。她认为该流程及其组件可以扩展到生产中。

哈佛大学技术发展办公室(OfficeofTechnologyDevelopment)根据哈佛大学的一份新闻稿,正积极寻求这项技术的商业化机会。

据世界卫生组织估计,全球糖尿病患者人数为4.22亿。根据美国卫生部的一份报告,北达科他州有超过49000名糖尿病患者,近19000名未确诊的糖尿病患者,以及约200000名糖尿病前期患者。

“这是一个长期的希望,这项技术得到商业化,并达到糖尿病患者谁需要它,”班纳吉说。

该研究得到了国家卫生研究院(Grand R01DK09799)和国家科学基金会(DGE-1144085和DGE-1745 303)的支持。

论文的其他作者包括凯利·伊斯本、泰勒·布朗、陈仁伟和克里斯蒂安·阿加泰莫。

目前,班纳吉正在指导她的研究,利用纳米颗粒来解决2型糖尿病的胰岛素抵抗。

“我们正在研究配方,”班纳吉说。我们正在向纳米颗粒中添加某些基因,使人们对胰岛素更加敏感,以帮助解决胰岛素抵抗问题。”

班纳吉希望这项研究最终能帮助病人。

对于这个年幼的儿子已经有6年的糖尿病治疗经验的母亲来说,她仍然希望正在进行的研究能够帮助他和其他人控制他们的慢性疾病,从而维持健康的生活。·

资料来源:https://www.ndsu.edu

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