İnsülin iğnesi out, mikro iğneli insülin kapsülü in!

İnsülin iğnesi out, mikro iğneli insülin kapsülü in!

İnsülin iğneleri diyabet hastalarının günlük yaşamının bir parçası. Fakat bu iğneyi sık sık, düzenli olarak kullanmak hastalar için “rahatsız edici” boyuta taşınabiliyor. Bunun için ABD’deki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) mide zarına hormonu enjekte eden, insülinden yapılmış bir mikro-iğneli kapsül sistemi geliştirdi. Bu sistem diyabet hastaları için büyük bir yenilik! 

Bu kapsül, diğer insülin haplarından farklı

İnsülini bir kapsül şeklinde ağız yolundan almak oldukça basit gözükebilir fakat burada normal kapsüllerden çok daha farklı bir süreç işliyor. Midedeki sert asitler, bu ilacın etkisini tamamıyla ortadan kaldırabiliyor ve ilaç işlevini yitiriyor. Bu nedenle burada önemli olan kapsülün, ilacın vücutta uzun süre kalabilmesini sağlayan koruyucu kaplamalar.

MIT’den devrim niteliğinde bir keşif

İnsülin ilaçları için koruyucu kaplamaya sahip kapsüller geliştirilse bile MIT araştırmacıları bu konu hakkında yeni bir kapsül modeli tasarlayarak sorunu kökten çözmeyi hedefliyor. Geliştirdikleri kapsül modeline SOMA (self-orienting millimeter scale applicator-kendi kendini yönlendiren milimetre ölçekli uygulama cihazı) adını verdiler. Bu insülin hormonu mide zarına direkt enjekte ediliyor.

Ancak MIT araştırmacıları farklı bir yaklaşım benimsedi. Ekip, birkaç yıl önce küçük iğnelerle kaplı bir hap üretti ve ağız yoluyla yutulduğunda, ilaç bağırsağın içinden geçerken bağırsak zarına enjekte ediliyordu. Fakat şimdi kapsül tasarımı daha geliştirerek mide duvarına insülin enjekte eden mikro iğneli bir kapsül haline getirildi.

Yeni kapsül kabaca yaban mersini büyüklüğünde tasarlandı ve biyolojik olarak parçalanabilir bir polimerden yapıldı. İlacın içinde yer alan mekanik bileşenler ise oldukça karmaşık. Paslanmaz çelik bir yay, şekerden yapılan bir diskin içine yerleştirildi. Bu disk, dondurularak kurutulmuş insülinden yapılmış bir mikro-iğneyle birlikte bir kapsülün içine koyuldu. Şeker, mide asidinde çözündüğünde, yay dışarı fırlıyor ve mikro iğne kapsülünü mide zarının içine itiyor.

İğnenin ucu bir kez girdikten sonra, insülin kana tutarlı bir oranda karışıyor. Yapılan testlerde, bu süreç yaklaşık bir saat sürüyor ancak oran araştırmacılar tarafından kontrol edilebilir. İnsülin kana karıştıktan sonra, kapsül sindirim sisteminden zararsız bir şekilde geçiyor. Konuyu, MIT ekibinden Giovanni Traverso: “Bunu alır almaz, sistemin kendi kendine çalışmasını ve böylece doku ile temas sağlayabilmesini istiyoruz” şeklinde açıklıyor. 

enjeksiyon
Mikro iğneli kapsül yönteminin yalnızca diyabet için değil diğer benzer tedavilerde de etkili bir alternatif olabileceğini düşünüyor.
Leopar kaplumbağasından ilham alınarak tasarlandı
Leopar kaplumbağası ve mikro iğneli kapsül
Leopar kaplumbağası kapsüle ilham verdi.|Fotoğraf: Alex Abramson

İğnenin, mide duvarı ile temas ettiğinden ve orada kaldığından emin olmak için kapsül yüksek, dik bir kubbe şeklinde tasarlandı. Böylece kapsül her zaman yuvarlanıp iğnenin dışarı çıktığı düz tarafta durabiliyor. Ekip, leopar kaplumbağasından ilham alarak bu tasarımı gerçekleştirdiğini belirtiyor. Leopar kaplumbağasının ayakları da baş kısmından dışarı çıktığında tekrar kendini ters çevirip normal haline geri dönebiliyor.

Mikro iğneli kapsül diğer hastalıkların tedavilerinde de kullanılabilir

laboratuar çalışmaları
Mikro-iğneli kapsül çeşitli tedavilerde kullanılabilir.

Araştırmacılar, bu testlerde kullanılan mikro iğneli kapsül yönteminin yalnızca diyabet için değil, diğer benzer tedavilerde de etkili bir alternatif olabileceğini düşünüyor. Konuyla ilgili Traverso: “Motivasyonumuz, hastaların ilaç almasını özellikle de enjeksiyon gerektiren ilaçları almasını kolaylaştırmak. Yaygın olan insülin iğnesi fakat enjeksiyon gerektiren çok fazla hastalık var” diyor.

Kapsül oldukça umut verici bir çalışma olarak görülüyor. Diğer oral diyabet hapı çalışmalarıyla birlikte, bu çalışma da tıp dünyasında ilgiyle karşılanıyor. Yakın zamanda bu çalışmalarla, insülin iğnesi tarihe karışacak ve insülin hapları kullanılacak gibi görünüyor. 

Ekipte dünyaca ünlü bilim insanları bulunuyor

David H. Koch Enstitüsü Profesörü, MIT’in Koch Bütünleştirici Kanser Araştırma Enstitüsü üyesi ve başarılı bilim insanı Robert Langer, bu ekibin üst düzey üyelerinden birisi olarak görev yapıyor. Brigham ve Kadın Hastanesinde, Harvard Tıp Fakültesinde Yardımcı Doçent olarak görev yapan ve 2019'da öğretim üyesi olarak başladığı MIT Makine Mühendisliği Bölümü’nde misafir bilim insanı olan Giovanni Traverso da çalışmanın üst düzey bir yöneticisi. 7 Şubat tarihli Science dergisinde yayınlanan bu çalışmanın makalesinin ilk yazarı ise MIT yüksek lisans öğrencisi Alex Abramson.

Araştırma ekibinde, Ester Caffarel-Salvador, Minsoo Khang, David Dellal, David Silverstein, Yuan Gao, Morten Revsgaard Frederiksen, Andreas Vegge, Frantisek Hubalek, Jorrit Water, Anders Friderichsen, Johannes Fels, Rikke Kaae Kirk, Cody Cleveland, Joy Collins, Siddartha Tamang, Alison Hayward, Tomas Landh, Stephen Buckley, Niclas Roxhed ve Ulrik Rahbek yer alıyor. Ayrıca ilaç firması Novo Nordisk'ten bilim insanları da ekip ile birlikte çalışıyor.