Pesquisadores da Universidade de Stanford estãodesenvolvendo uma nova formulação de insulina que comea§a a entrar em vigor quase imediatamente após a injeção, potencialmente trabalhando quatro vezes mais rápido que as formulações comerciais atuais de insulina de ação rápida.

Os pesquisadores se concentraram na chamada insulina monomanãrica, que possui uma estrutura molecular que, segundo a teoria, deve permitir que ela atue mais rapidamente do que outras formas de insulina. O problema éque a insulina monomanãrica émuito insta¡vel para uso prático. Assim, para realizar o potencial ultra-ra¡pido dessa insulina, os pesquisadores se basearam em algumas ma¡gicas da ciência dos materiais.

"As próprias moléculas de insulina são boas, então quera­amos desenvolver um 'pa³ ma¡gico de fada' que vocêadiciona em um frasco que ajudaria a corrigir o problema de estabilidade", disse Eric Appel , professor assistente de ciência e engenharia de materiais em Stanford. “As pessoas geralmente se concentram nos agentes terapaªuticos em uma formulação de medicamento, mas, concentrando-se apenas nos aditivos de desempenho - partes que antes eram chamadas de 'ingredientes inativos' - podemos obter grandes avanços na eficácia geral do medicamento”.

Apa³s a triagem e teste de uma grande biblioteca de polímeros aditivos, os pesquisadores descobriram um que poderia estabilizar a insulina monomanãrica por mais de 24 horas em condições estressantes. (Em comparação, a insulina de ação rápida comercial permanece esta¡vel por seis a dez horas nas mesmas condições.) Os pesquisadores confirmaram a ação ultra-rápida de sua formulação em porcos diabanãticos. Seus resultados foram publicados em 1 de julho na Science Translational Medicine . Agora, os pesquisadores estãorealizando testes adicionais na esperana§a de se qualificar para ensaios clínicos em humanos.

As formulações comerciais atuais de insulina contem uma mistura de três formas: mona´meros, da­meros e hexa¢meros. Os cientistas assumiram que os mona´meros seriam os mais aºteis no corpo, mas, dentro dos frascos, as moléculas de insulina são atraa­das para asuperfÍcie do la­quido, onde se agregam e se tornam inativas. (Os hexa¢meros são mais esta¡veis ​​no frasco, mas demoram mais para trabalhar no corpo, porque primeiro precisam se transformar em mona´meros para se tornarem ativos.) a‰ aqui que o “pa³ ma¡gico das fadas” - um pola­mero personalizado que éatraa­do pelo ar / interface de água- entra.

"Na³s nos concentramos em polímeros que iriam preferencialmente a essa interface e agiriam como uma barreira entre qualquer molanãcula de insulina que tentasse se reunir la¡", disse Joseph Mann, estudante de pós-graduação no laboratório Appel e co-autor principal do artigo. Fundamentalmente, o pola­mero pode fazer isso sem interagir com as próprias moléculas de insulina, permitindo que a droga tenha efeito desimpedido.

Encontrar o pola­mero certo com as propriedades desejadas foi um longo processo que envolveu uma viagem de três semanas a  Austra¡lia, onde um roba´ de movimento rápido criou aproximadamente 1500 candidatos preliminares. Isto foi seguido pelo processamento e teste individual a  ma£o em Stanford para identificar polímeros que exibiram com sucesso o comportamento de barreira desejado. Os 100 primeiros candidatos não estabilizaram a insulina comercial em testes, mas os pesquisadores continuaram. Eles encontraram seu pola­mero ma¡gico apenas semanas antes de serem programados para realizar experimentos com porcos diabanãticos.

"Parecia que não havia nada acontecendo e, de repente, houve um momento brilhante ... e um prazo de alguns meses", disse Mann. "No momento em que obtivemos um resultado encorajador, tivemos que comea§ar a correr."

Na insulina comercial - que normalmente permanece esta¡vel por cerca de 10 horas em testes acelerados de envelhecimento - o pola­mero aumentou drasticamente a duração da estabilidade por mais de um maªs. O pra³ximo passo foi ver como o pola­mero afetava a insulina monomanãrica, que por si são se agrega em 1-2 horas. Foi mais uma vita³ria bem-vinda quando os pesquisadores confirmaram que sua formulação poderia permanecer esta¡vel por mais de 24 horas sob estresse.

“Em termos de estabilidade, demos um grande passo atrás, tornando a insulina monomanãrica. Então, adicionando nosso pola­mero, encontramos mais que o dobro da estabilidade do atual padrãocomercial ”, disse Caitlin Maikawa, estudante de pós-graduação no laboratório Appel e coautora do artigo.

Com uma doação de sementes do Stanford Diabetes Research Center e do Stanford Maternal and Child Health Research Institute , os pesquisadores puderam avaliar sua nova formulação de insulina monomanãrica em porcos diabanãticos - o modelo animal não humano mais avana§ado - e descobriram que a insulina atingia 90% de seu pico de atividade dentro de cinco minutos após a injeção de insulina. Para comparação, a insulina de ação rápida comercial começou a mostrar atividade significativa somente após 10 minutos. Além disso, a atividade monomanãrica da insulina atingiu o pico em cerca de 10 minutos, enquanto a insulina comercial levou 25 minutos. Nos seres humanos, essa diferença pode se traduzir em uma diminuição de quatro vezes no tempo que a insulina leva para atingir o pico de atividade.

"Quando eu fiz os exames de sangue e comecei a plotar os dados, eu quase não conseguia acreditar como era bom", disse Maikawa.

"a‰ realmente sem precedentes", disse Appel, autor saªnior do artigo. "Esse tem sido o principal objetivo de muitas grandes empresas farmacaªuticas hádécadas".

A insulina monomanãrica também terminou sua ação mais cedo. A atividade inicial e final mais cedo facilita o uso de insulina pelas pessoas em coordenação com os na­veis de glicose nas refeições para gerenciar adequadamente seus na­veis de açúcar no sangue.

Os pesquisadores planejam solicitar a aprovação da Administração de Alimentos e Medicamentos para testar sua formulação de insulina em ensaios clínicos com participantes humanos (embora ainda não estejam planejados estudos e eles não estejam buscando participantes no momento). Eles também estãoconsiderando outros usos para o pola­mero, considerando o quanto significativamente aumentou a estabilidade da insulina comercial.

Como a formulação de insulina éativada tão rapidamente - e, portanto, mais como a insulina em uma pessoa sem diabetes -, os pesquisadores estãoentusiasmados com a possibilidade de que isso possa ajudar no desenvolvimento de um dispositivo artificial para o pa¢ncreas que funciona sem a necessidade de intervenção do paciente nas refeições.