Липидные наночастицы с переключаемым зарядом, чувствительные к глюкозе, для доставки инсулина.
Больные сахарным диабетом 1 типа живут с постоянным риском развития гипер- или гипогликемии. Точно контролируемое высвобождение инсулина может помочь улучшить регулирование уровня сахара в крови. Как сообщается в журнале Angewandte Chemie, исследовательская группа представила новую формулу инсулина, которая может быть включена глюкозой: носители липидных наночастиц высвобождают большее или меньшее количество инсулина в зависимости от уровня сахара в крови.
Уровни инсулина в плазме в основном регулируются β-клетками поджелудочной железы и отражают колебания уровня сахара в крови . Пациенты с диабетом 1 типа могут вырабатывать очень мало инсулина или вообще не вырабатывать его, и им требуется несколько ежедневных инъекций инсулина быстрого действия, а также одна или две инъекции инсулина длительного действия, чтобы поддерживать уровень сахара в крови на нормальном уровне.
В качестве альтернативы они носят инсулиновую помпу, которая обеспечивает непрерывную инфузию. Композиции инсулина не могут реагировать на изменения уровня сахара в крови и, таким образом, не позволяют точно регулировать уровень сахара в крови. При передозировке инсулина, пропуске приема пищи или употреблении слишком малого количества углеводов перед физической нагрузкой повышается риск острой, опасной для жизни гипогликемии.
Препараты инсулина, которые реагируют на глюкозу , имитируя функцию β-клеток, могут улучшить инсулинотерапию. Различные подходы с «носителями» инсулина, изготовленными из полимеров с включенной глюкозооксидазой в качестве детектора глюкозы, страдают от двух проблем: полимерные носители не имеют однородной молекулярной массы, а глюкозооксидаза токсична при попадании в организм.
Китайская группа под руководством Цзиньцяна Вана и Чжэнь Гу из Чжэцзянского университета, Чжэцзянской онкологической больницы и Университета Гонконга выбрала другой подход, основанный на использовании биосовместимых липидных наночастиц в качестве носителей липидов с однородной химической структурой. Липидные наночастицы уже широко используются в клинической практике в качестве носителей лекарственных средств.
Часть липидов была модифицирована таким образом, что поверхности самоагрегированных наночастиц несут много положительных зарядов. Молекулы инсулина с отрицательным зарядом электростатически связываются с наночастицами и медленно высвобождаются при нормальном уровне сахара в крови. Если уровень сахара в крови высок, определенные липиды в наночастицах образуют химические связи с глюкозой, уменьшая положительный заряд на поверхности и значительно ускоряя высвобождение инсулина.
У мышей с диабетом, получавших новую форму инсулина, можно было поддерживать нормальный уровень сахара в крови в течение шести часов. После инъекции глюкозы уровень сахара в крови у леченных мышей с диабетом снижался до нормального уровня так же быстро, как и у здоровых мышей.
В будущем сочетание этой чувствительной к глюкозе композиции инсулина с дозирующим устройством, управляемым носимым электронным детектором сахара, может значительно улучшить регулирование уровня сахара в крови у пациентов с диабетом.
Теги: биотехнологии, диабет, кровь, нанороботы
