Slimme nanotechnologie voor nauwkeurigere toediening van insuline

Efficiëntere en langduriger op glucose reagerende insuline die ervoor zorgt dat mensen met diabetes type 1 hun glucosewaarden niet meer hoeven te meten, zou een stap dichterbij kunnen komen dankzij een project onder leiding van de Monash University.

Gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde materialenontwikkelde de preklinische studie een superieur kunstmatig alvleeskliersysteem om insuline nauwkeurig en slim af te geven, alleen wanneer het lichaam het echt nodig heeft, waardoor de controle van de bloedglucose betrouwbaarder wordt.

De onderzoekers van Monash University, RMIT University, The University of Melbourne en het Baker Institute ontwikkelden het systeem om te reageren op glucose, wat huidige insuline niet doet.

Co-eerste auteur Dr. Rong Xu, van het Australian Centre for Blood Diseases van de Monash University Central Clinical School, en Dr. Sukhvir Kaur Bhangu van RMIT University en de University of Melbourne zeiden dat als het bij mensen zou werken, er slechts twee injecties nodig zouden zijn per dag.

De huidige insulinetherapie vereist dat mensen hun bloedsuiker gedurende de dag controleren en meerdere, zorgvuldig berekende doses nemen op basis van voedselinname, lichaamsbeweging, stress, ziekte en andere factoren.

Sommigen moeten zichzelf tot vijf keer per dag injecteren. Apparaten voor continue glucosemonitoring maken vingerprikken overbodig, of verminderen deze in ieder geval, en insulinepompen kunnen automatisch insuline toedienen, maar ze zijn erg duur en kunnen nog steeds niet altijd de juiste hoeveelheid toe te dienen insuline berekenen.

Het multidisciplinaire team ontwikkelde een nieuw “kunstmatig alvleeskliersysteem” met behulp van fytoglycogeen-nanodeeltjes, dit zijn ketens op glucosemoleculen die een “nanosuikerplatform” worden genoemd omdat ze zijn gemaakt van glucose, om insuline af te geven en vrij te geven als reactie op de glucosespiegels in het bloed.

Dit ontwikkelde nanosuikerplatform maakte een snelle en langdurige op glucose reagerende insulinetoediening mogelijk, die langer duurde en slimmer was dan andere systemen.

Dr. Xu zei dat het slechts één injectie per 12 uur nodig had en zelfregulerend was. “Dit systeem zou minder injecties betekenen en mogelijk geen noodzaak om glucose te meten,” zei Dr. Xu.

Het onderzoek kwam voort uit een NHMRC Ideas Grant toegekend aan co-lead auteur en hoofd van Monash University’s Australian Centre for Blood Diseases NanoBiotechnology Laboratory, professor Christoph Hagemeyer, co-lead auteur en RMIT Associate Professor Francesca Cavalieri, en co-auteur professor Frank Caruso bij de Universiteit van Melbourne om dit revolutionaire type insuline te ontwikkelen.

Professor Hagemeyer zei dat er meer onderzoek nodig was, maar dat de resultaten veelbelovend waren. Hij zei dat het nanosuikerplatform biologisch afbreekbaar was, wat een snelle en uitgebreide glucoseregulatie mogelijk maakte in twee verschillende modellen van diabetes type 1 met een enkele injectie.

“De nanosuikerdeeltjes zijn ontworpen om de insulineafgifte en opname door het lymfestelsel in het bloed te regelen”, zei hij.

Professor Cavalieri zei dat het onderzoeksteam, dat verschillende clinici omvat, nu hoopte financiering binnen te halen om het project voort te zetten en uiteindelijk klinische proeven uit te voeren. “Deze nieuwe methode is niet alleen efficiënt, het is biologisch afbreekbaar en maakt gebruik van natuurlijke methoden, waardoor de kans op nadelige effecten of immuunreacties aanzienlijk wordt verkleind”, zei ze.