Teknik yang bisa menggantikan suntikan harian untuk penderita diabetes
Jika diberi pilihan menggunakan pil atau menyuntikkan diri dengan jarum, sebagian besar dari kita akan memilih untuk mengatur kondisi kesehatan yang kronis dengan menelan pil. Tetapi bagi jutaan orang yang hidup dengan diabetes tipe 1, penusukan jarum yang menyakitkan sekali atau dua kali sehari adalah satu-satunya pilihan untuk memberikan insulin di mana tubuh mereka tidak dapat hasilkan sendiri.
Sekarang, para peneliti di Harvard John A. Paulson School of Engineering dan Applied Sciences (SEAS) telah mengembangkan metode pengiriman oral yang secara dramatis dapat mengubah cara di mana penderita diabetes menjaga kadar gula darah mereka terkendali.
Tidak hanya pemberian insulin secara oral untuk meningkatkan kualitas hidup hingga 40 juta orang dengan diabetes tipe 1 di seluruh dunia, tapi juga dapat mengurangi banyak efek samping yang mengancam jiwa yang diakibatkan oleh pasien yang gagal memberikan suntikan yang diperlukan.
Penelitian ini diterbitkan dalam Proceedings of National Academy of Sciences .
Terapi insulin, dengan suntikan tepat di bawah kulit atau dikirim oleh pompa insulin, umumnya menjaga kadar glukosa pada sebagian besar penderita diabetes. “Tetapi banyak orang yang gagal untuk mematuhi rejimen itu karena rasa sakit, fobia jarum, dan gangguan saat aktifitas normal,” kata penulis senior Samir Mitragotri, “Konsekuensi dari kontrol glikemik yang buruk dapat menyebabkan komplikasi kesehatan yang serius.”
Menemukan cara untuk memberikan insulin secara oral telah sulit dipahami; protein tidak berjalan dengan baik ketika bertemu dengan lingkungan asam lambung dan tidak terserap keluar dari usus. Kunci untuk pendekatan baru adalah membawa insulin dalam cairan ionik yang terdiri dari kolin dan asam geranic yang kemudian dimasukkan ke dalam kapsul dengan lapisan enterik tahan asam. Formulasi ini biokompatibel, mudah dibuat, dan dapat disimpan hingga dua bulan pada suhu kamar tanpa penurunan, yang lebih lama dari beberapa produk insulin suntik yang ada di pasaran saat ini.
“Setelah dicerna, insulin harus menavigasi rintangan yang menantang sebelum dapat secara efektif diserap ke dalam aliran darah,” kata Mitragotri, yang juga Anggota Inti Fakultas di Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering di Harvard. “Pendekatan kami seperti pisau Swiss Army, di mana satu pil memiliki alat untuk mengatasi setiap hambatan yang dihadapi.”
Dengan mengenkapsulasi formulasi cairan insulin-ionik dalam lapisan enterik, tim mengatasi hambatan pertama, menahan kerusakan oleh asam lambung dalam usus. Lapisan polimer ini larut ketika mencapai lingkungan yang lebih basa di usus kecil, di mana cairan ionik yang membawa insulin dilepaskan.
“Ketika sebuah molekul protein seperti insulin memasuki usus, ada banyak enzim yang fungsinya untuk mendegradasi protein menjadi asam amino yang lebih kecil,” jelas penulis pertama Amrita Banerjee, “Tapi insulin yang disebarkan oleh cairan ionik tetap stabil.”
Formulasi asam kolin-geranic juga terbukti mahir menembus dua penghalang akhir – lapisan lendir yang melapisi usus dan sambungan sel erat dari dinding usus, di mana obat-obat molekul besar seperti insulin tidak dapat dengan mudah melewatinya.
Peneliti lain telah mencoba berbagai cara untuk mengatasi hambatan ini – dengan rekayasa ulang molekul insulin, melapisinya dalam polimer pelindung, dan memperkenalkan aditif untuk menghambat pemecahan oleh enzim atau untuk meningkatkan penyerapan. Namun, tidak ada produk pengiriman insulin oral saat ini tersedia di klinik.
“Ini adalah cawan suci pengiriman obat untuk mengembangkan cara-cara untuk memberikan protein dan obat peptida seperti insulin melalui mulut, bukan injeksi,” kata Mark Prausnitz, dan J. Erskine Love, Jr. Prausnitz, yang tidak terlibat dalam penelitian, menambahkan: “Penelitian ini menunjukkan hasil yang luar biasa di mana insulin yang diberikan melalui mulut dalam kombinasi dengan cairan ionik bekerja sama baiknya dengan injeksi konvensional. Implikasi dari pekerjaan ini untuk obat bisa sangat besar, jika temuan itu dapat diterjemahkan ke dalam pil yang aman dan efektif mengelola insulin dan obat peptida lainnya kepada manusia. ”
Insulin yang dicerna secara oral lebih mirip dengan cara di mana pankreas individu yang sehat membuat dan memberikan insulin di hati, di mana hingga 80 persen diekstraksi dan sisanya disirkulasikan melalui aliran darah. Itu juga bisa mengurangi efek buruk dari tindakan penyuntikan selama jangka waktu yang panjang.
Banerjee juga mencatat bahwa insulin cair ionik dapat dipersiapkan dalam proses satu langkah yang dapat dengan mudah ditingkatkan untuk produksi industri yang murah, membuat biaya pembuatan formulasi oral mudah dikelola.
Mitragotri selanjutnya berencana untuk melakukan lebih banyak tes pada hewan dari formulasi serta studi toksikologi dan bioavailabilitas jangka panjang. Para peneliti optimis bahwa jika semua berjalan dengan baik, mendapatkan persetujuan untuk uji klinis pada manusia akhirnya akan menjadi lebih mudah oleh fakta bahwa bahan utama dalam cairan ionik mereka – kolin dan asam geranic – sudah dianggap aman.
The Food and Drug Administration (FDA) telah menetapkan dosis harian kolin yang direkomendasikan, nutrisi penting seperti vitamin; dan asam geranic, bahan kimia yang secara alami terjadi pada kapulaga dan serai, banyak digunakan sebagai aditif makanan.
Jika penelitian lebih lanjut berlangsung seperti yang diharapkan, pendekatan ini dapat digunakan untuk pengiriman oral protein lain.
