Diyabet tedavisinde devrim: İnsülin artık cilt kremi olarak uygulanabilir

Diyabet tedavisinde yaşanan son gelişme, milyonlarca hastanın yaşam kalitesini önemli ölçüde iyileştirebilecek nitelikte bir başarı olarak değerlendiriliyor. Çin'deki Zhejiang Üniversitesi'nde yürütülen araştırmalar, insülinin cilt yoluyla verilmesinin mümkün olduğunu göstermiştir. Bilim insanları, fareler, mini domuzlar ve laboratuvarda yetiştirilen insan deri örnekleri üzerinde gerçekleştirdikleri deneyler sonucunda, topikal bir insülin formülasyonunun etkili bir şekilde çalışabileceğini kanıtlamışlardır. Bu başarı, insülin moleküllerinin büyük boyutu ve su ile olan güçlü etkileşimi nedeniyle uzun süre imkansız olarak kabul edilen bir hedefe ulaşılması anlamına gelmektedir.

Cilt bariyerinin aşılması: yeni polimer teknolojisi

İnsülinin deriden geçmesi, cilt yapısının doğal özellikleri nedeniyle geleneksel yöntemlerle başarılamamıştır. Cilt, vücudu zararlı maddelerden korumak üzere tasarlanmış bir bariyerdir ve bu bariyerin en dış katmanı olan stratum corneum, ölü deri hücreleri ile yağ ve lipitler tarafından birbirine yapıştırılmış çok sayıda katmandan oluşmaktadır. Topikal ilaçlar normalde derinin bu savunmalarını aşabilmek için küçük moleküllere ve derinin yağlarıyla etkileşime girebilme yeteneğine sahip olmalıdır. Ancak insülin, glikoz seviyelerini düzenleyen bu önemli hormon, her iki özelliğe de sahip değildir. Molekülü nispeten büyük olup, su seven yani hidrofilik bir dış yüzeye sahiptir. Bu özellikler, insülini derinin yağlarıyla kimyasal olarak uyumsuz hale getirmekte ve insülin moleküllerinin derinin lipitlerinden kayıp geri dönmesine neden olmaktadır.

Araştırmacılar, bu görünüşte aşılmaz engeli aşmak için derinin başka bir doğal özelliğinden yararlanmaya karar vermişlerdir. Cilt, doğal olarak bir pH gradyanına sahiptir; yüzeyde hafif asidik başlayan bu pH, daha derin katmanlara doğru ilerledikçe nötr hale gelmektedir. Bilim insanları, bu pH gradyanıyla etkileşime girerek insülini derinin savunmalarını aşmaya yardımcı olacak özel bir iletim sistemi geliştirmeyi hedeflemişlerdir. Sonuç olarak, poli[2-(N-oksit-N,N-dimetilamino)etil metakrilat]adlı ve kısaca OP olarak bilinen bir polimer kullanılmıştır. Bu polimerin temel özelliği, değişen pH seviyeleriyle birlikte kimyasal özelliklerinin de değişmesidir. Önceki testlerde biyouyumlu olduğu gösterilen bu polimer, insülinin deriden geçişini sağlamak için ideal bir taşıyıcı olarak seçilmiştir.

Polimer ve insülinin birleşimi: OP-1 konjugatı

OP polimerinin çalışma mekanizması oldukça sofistike bir şekilde tasarlanmıştır. Derinin yüzeyinde, OP pozitif bir yüke sahip olup bu sayede derinin lipitlerine sıkıca yapışmaktadır. Ancak daha derin katmanlara ilerledikçe, pH nötr hale geldiğinde, OP polimeri bu pozitif yükünü kaybetmekte ve lipitleri bırakmaktadır. Bu noktada, polimer derinin bariyerinden kayarak vücudun içine girmektedir. İnsülini OP polimerine OP-1 adlı bir konjugat olarak bağlayan araştırmacılar, bu sayede önemli hormon tedavisinin deriden geçmesini sağlamayı başarmışlardır. Teoride bu sistem oldukça umut verici görünmektedir ve pratikte de beklentileri aşan sonuçlar elde edilmiştir.

İnsan deri modellerinde ve diyabetik farelerde yapılan testlerde, OP-1 konjugatı, tek başına insülinden veya PEG adlı başka bir polimer ile birleştirilmiş insülinden çok daha etkili olmuştur. PEG, çok çeşitli farmasötik uygulamalarda yaygın olarak kullanılan bir polimer olmasına rağmen, bu uygulamada OP-1'in performansı belirgin şekilde üstün çıkmıştır. Farelerde yapılan deneyler, tedavinin kan glikoz konsantrasyonlarını sadece bir saat içinde normal seviyelere getirdiğini göstermiştir. Önemli bir nokta, bu etkinliğin insülin enjeksiyonlarıyla tamamen eşit olmasıdır. Elde edilen glikoz seviyeleri daha sonra 12 saat boyunca sabit kalmış, bu da tedavinin uzun süreli bir etki sağladığını göstermiştir.

Mini domuzlarda başarılı sonuçlar ve vücut içi mekanizması

Araştırmanın bir sonraki aşaması, farelere göre insanlara biyolojik olarak daha benzer olan diyabetik mini domuzlarda gerçekleştirilmiştir. Bu hayvan modelinde de etkiler karşılaştırılabilir düzeyde olmuştur. Mini domuzların kan glikoz seviyeleri, topikal insülin uygulamasından sonra iki saat içinde normale düşmüş ve yine 12 saat boyunca sabit kalmıştır. Bu sonuçlar, bulunun insan uygulamalarına geçişinin ümit verici olduğunu göstermektedir.