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2型糖尿病:新的生物聚合物注射可能提供数周的葡萄糖控制

健康 89xy 3周前 (10-11) 12次浏览

保持血糖水平尽可能接近正常对2型糖尿病患者来说很重要,因为它降低了严重并发症的风险。然而,尽管有一长串的治疗选择,患者仍然难以控制血糖,尤其是在计算特定餐的剂量时。减少注射的治疗被视为克服这个问题的一种方法。现在,在《自然生物医学工程》的一篇论文中,科学家们描述了一种新的生物聚合物注射液,它有可能用一种每月只需注射一次或两次的注射液来代替每天或每周的胰岛素注射。

2型糖尿病:新的生物聚合物注射可能提供数周的葡萄糖控制

研究人员描述了一种新的注射剂,2型糖尿病患者每月只需使用一次或两次。

未经治疗的糖尿病会导致高水平的血糖或葡萄糖,从长远来看,这会导致失明、肾病、心脏病、中风和下肢截肢。

糖尿病的发生是因为胰岛素的问题,胰岛素是一种在胰腺中产生的激素,有助于细胞吸收葡萄糖,从而可以将其用作能量。

在1型糖尿病中,身体不能制造足够的胰岛素,而在2型糖尿病中——占糖尿病病例的90%至95%——它不能正确使用胰岛素。

虽然美国新诊断的糖尿病发病率开始下降,但它仍然是一个影响2900多万人的巨大公共卫生问题。

2013年,疾病控制和预防中心(CDC)提出,糖尿病是美国第七大死亡原因,美国超过五分之一的医疗费用用于诊断为糖尿病的人。

北卡罗来纳州达勒姆杜克大学的生物医学工程师在他们的研究论文中解释说,“尽管有一长串的治疗选择”,但美国近一半的2型糖尿病病例“没有得到适当的管理”。

研究人员认为,2型糖尿病治疗失败率如此之高的一个原因是患者难以坚持治疗方案,特别是当他们需要经常处理复杂的特定餐剂量时。

他们给出的另一个原因是,许多广泛使用的治疗方法会带来不必要的副作用,例如增加低血糖或体重增加的风险。

持续控制释放是一个挑战

从药物开发的角度来看,治疗糖尿病的最大挑战之一是体内的胰岛素需求总是在变化。

为了应对这一挑战,现在有了使用一种称为胰高血糖素样肽-1 (GLP1)受体激动剂的新型药物来治疗2型糖尿病。这些药物使用信号分子GLP1来触发胰岛素在胰腺中的释放。

由于GLP1在体内持续时间不长,药物开发人员使用了各种方法来延长其半衰期,例如将其与各种合成和生物化合物融合。这些尝试成功地将药物在人体内的活跃寿命延长了一周。

然而,研究人员指出,尽管有了这种改善,到目前为止,没有一种治疗方法能够解决这种药物的有效性随着时间的推移而逐渐降低的问题。

杜克研究人员描述的新方法将GLP1与一种叫做弹性蛋白样多肽的热敏生物聚合物融合。生物聚合物药物被保存在溶液中,可以用普通的针注射到皮肤中。

一旦进入血液,身体的热量会使生物聚合物形成可生物降解的凝胶,缓慢稳定地释放药物,而不会出现与其他形式的GLP1输送相关的“波峰和波谷”。

生物聚合物注射持续时间是其他药物的三倍

利用以前GLP1葡萄糖控制工作的结果,该团队尝试了新输送溶液的不同分子设计。

他们最终发现了一种生物聚合物的设计,这种生物聚合物可以通过一次注射控制小鼠体内的葡萄糖水平长达10天。这是对以前尝试的一个很大的改进,在此之后,控制释放只持续了2或3天。

在对恒河猴的测试中,研究小组发现,通过一次注射,优化的配方可以使血糖控制持续14天以上。此外,在整个过程中,药物以恒定的速率释放,没有“高峰和低谷”。

杜克大学生物医学工程教授、资深作者Ashutosh Chilkoti说,他们“成功地将这种治疗2型糖尿病的短效药物的持续时间延长了两倍,超过了其他竞争设计。”

目前,使用度拉糖肽(治疗2型糖尿病最持久的控制释放疗法)的患者必须每周注射一次。接受标准胰岛素治疗的患者必须每天至少注射两次。

该团队现在计划在其他动物身上测试这种生物聚合物,并研究免疫系统对重复注射的反应。他们还想知道它在其他领域(如疼痛管理)的药物控制释放效果如何。

“这项工作令人兴奋的是,我们能够证明这种药物在非人灵长类动物身上可以持续2周以上。因为我们的新陈代谢比猴子和老鼠慢,所以理论上这种治疗在人类身上会持续更长时间,所以我们希望这将是第一个针对2型糖尿病患者的两周或每月一次的配方。”

第一作者凯利·卢金布尔,杜克大学博士生

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