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Tecnologia inspirada em cefalópodes pode entregar medicamentos diretamente na submucosa do trato gastrointestinal
Nova tecnologia bioinspirada pode liberar com eficiência medicamentos diretamente no tecido gastrointestinal, sem o uso de agulhas
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23 de novembro de 2024, 10:12

Fonte

Anne Trafton, MIT News

Publicação Original

Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Áreas

Bioengenharia, Biofísica, Biomateriais, Biomecânica, Engenharia Biomédica, Entrega de Medicamentos, Gastroenterologia, Indústria Farmacêutica

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Resumo

Continuando o desenvolvimento de tecnologias para a entrega de medicamentos por via oral para o trato gastrointestinal, equipe de pesquisa do MIT desenvolveu uma nova cápsula que usa uma estratégia de jatos de alta velocidade para a entrega dos medicamentos.

Com inspiração nos jatos que cefalópodes utilizam pra se movimentar, os pesquisadores conseguiram testar com sucesso a entrega de vários medicamentos, como insulina e um tipo de RNA, em testes com animais.

Foco do Estudo

Desenvolver tecnologia que permita a liberação de medicamentos no trato gastrointestinal a partir de cápsulas ingeridas oralmente, sem a utilização de agulhas.

Por que é importante?

Medicamentos que consistem em grandes proteínas ou RNA normalmente não podem ser tomados por via oral porque são facilmente decompostos no trato digestivo.

Pesquisadores têm trabalhado em maneiras de administrar esses medicamentos por via oral, encapsulando-os em pequenos dispositivos que os protegem da degradação e, em seguida, injetando-os diretamente no revestimento do trato digestivo.

A maioria dessas cápsulas usa uma pequena agulha ou conjunto de microagulhas para administrar medicamentos assim que o dispositivo chega ao trato digestivo.

Mas a possibilidade de administrar essas moléculas sem nenhum tipo de agulha pode reduzir a possibilidade de qualquer dano ao tecido.

Estudo

Inspirados pela maneira como cefalópodes se movimentam pelo oceano, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e do Brigham and Women’s Hospital, nos EUA, em colaboração com a farmacêutica Novo Nordisk, desenvolveram uma cápsula ingerível que libera jatos de alta velocidade de medicamentos diretamente na parede do estômago ou em outros órgãos do trato digestivo.

A cápsula pode oferecer uma maneira alternativa de administrar medicamentos que normalmente precisam ser injetados, como insulina e outras proteínas grandes, incluindo anticorpos. A estratégia sem agulha também pode ser usada para administrar RNA, seja como uma vacina ou uma molécula terapêutica para tratar diabetes, obesidade e outros distúrbios metabólicos.

Os pesquisadores descobriram duas maneiras de imitar a ação de jato que os cefalópodes usam pra se movimentar para gerar a força necessária para impulsionar medicamentos líquidos para fora de uma cápsula: dióxido de carbono comprimido ou molas.

O gás ou a mola podem ser mantidos em estado comprimido por um gatilho de carboidrato, que é projetado para se dissolver quando exposto à umidade ou a um ambiente ácido, como o estômago. Quando o gatilho se dissolve, o gás ou mola pode se expandir, impulsionando um jato de medicamentos para fora da cápsula.

Em uma série de experimentos usando tecido do trato digestivo, os pesquisadores calcularam as pressões necessárias para expelir os medicamentos com força suficiente para que eles penetrassem no tecido submucoso e se acumulassem ali, criando um depósito que então liberaria o medicamento no tecido.

Feitas de metal e polímeros, as cápsulas podem passar pelo trato digestivo e são excretadas após liberar sua carga útil de medicamento.

O estudo foi publicado na revista científica Nature.

Um dos desafios de longa data que temos explorado é o desenvolvimento de sistemas que permitam a administração oral de macromoléculas que geralmente exigem uma injeção para serem administradas. Este trabalho representa um dos próximos grandes avanços nesse sentido

Dr. Giovanni Traverso, professor de Engenharia Mecânica do MIT, gastroenterologista no Brigham and Women's Hospital e autor sênior do estudo

Resultados

Em testes em animais, os pesquisadores mostraram que essas cápsulas poderiam ser usadas para administrar insulina, um agonista do receptor GLP-1 semelhante ao medicamento para diabetes Ozempic, e um tipo de RNA chamado RNA de interferência curto (siRNA), que pode ser potencialmente útil no tratamento de distúrbios genéticos.

Os testes também demonstraram que a concentração dos medicamentos na corrente sanguínea dos animais atingiu níveis na mesma ordem de grandeza daqueles observados quando os medicamentos foram injetados com uma seringa, e não foi detectado nenhum dano ao tecido.

Os pesquisadores imaginam que a cápsula ingerível poderia ser usada em casa por pacientes que precisam tomar insulina ou outros medicamentos injetáveis ​​com frequência.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Giovanni Traverso

Professor de Engenharia Mecânica do MIT e gastroenterologista no Brigham and Women's Hospital

Instituições Citadas

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Nature (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (em inglês).

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