Прорывное лечение диабета может доставлять инсулин через крем для кожи
Используя мышей, мини-свиней и лабораторно выращенные образцы человеческой кожи, ученые смогли продемонстрировать возможность местного введения инсулина – результата, который долгое время считался недостижимым. Исследование опубликовано в журнале Nature. Ранее предполагалось, что это невозможно из-за крупного размера молекул инсулина и их выраженной гидрофильности: такие молекулы не способны проникать сквозь внешний, насыщенный жирами слой кожи.
Трансдермальная доставка лекарств имеет ряд преимуществ: она удобна для домашнего использования, не вызывает боли и обеспечивает плавное, контролируемое высвобождение действующих веществ. Однако кожа выступает естественным защитным барьером организма. Ее верхний роговой слой – это несколько слоев мертвых клеток, скрепленных липидами, которые препятствуют попаданию извне крупных и химически несовместимых молекул. Обычно препараты для местного применения состоят из мелких молекул, способных растворяться в липидах кожи и свободно проникать через нее. Инсулин же, гормон, регулирующий уровень глюкозы, не отвечает этим требованиям: его крупные гидрофильные молекулы не взаимодействуют с кожным салом и фактически "отталкиваются" от него.
На первый взгляд идея доставлять инсулин через кожу кажется нереалистичной, однако исследователи обратили внимание на еще одно свойство кожи – ее кислотный pH-градиент. Поверхность кожи слегка кислая, а в более глубоких слоях показатель pH постепенно приближается к нейтральному.
Учитывая это, команда разработала систему доставки, которая могла бы использовать этот кислотно-щелочной градиент, чтобы провести инсулин через кожный барьер. Основой решения стал полимер под названием поли[2-(N-оксид-N,N-диметиламино)этилметакрилат] (ОП) – биосовместимый материал, меняющий свои свойства в зависимости от pH окружающей среды.
На поверхности кожи ОП заряжен положительно, благодаря чему он прочно связывается с липидами рогового слоя. Но в нейтральной среде более глубоких тканей полимер теряет заряд и отсоединяется от липидов, что позволяет ему проникать внутрь организма. Присоединение инсулина к этому полимеру в виде конъюгата, названного OP-1, создает возможность безопасно и эффективно транспортировать гормон через кожу – словно "автостопом" вместе с полимером.