Un dispositivo comestible, inspirado en las tortugas, se reorienta él solo para inyectar insulina a través de la pared estomacal

Como todos los medicamentos, la insulina es dura de tragar. Vale, igual no de forma literal, ya que existen medicamentos para administración oral de insulina, y la gente se los toma. Pero la insulina es una hormona robusta, es muy grande para penetrar profundamente en el tejido gastrointestinal y ser absorbida de forma eficaz en el torrente sanguíneo, y sucumbe fácilmente al ataque de los ácidos fuertes y las enzimas rompiéndose de forma prematura. La gente diabética a menudo toma píldoras de insulina, poco eficaces, durante años, hasta que su médico les cambia el tratamiento a las inyecciones de insulina. Más efectivas, pero muy molestas.

Un equipo de investigación ha creado recientemente un dispositivo comestible de un solo uso que libera insulina inyectándola en el recubrimiento estomacal; tras ello, el dispositivo se expulsa del cuerpo sin causar daños. El equipo ha demostrado que esto funciona en cerdos, administrándoles dosis del medicamento comparables a las inyecciones subcutáneas (Science 2019, DOI: 10.1126/science.aau2277). La investigación ha sido llevada a cabo por científicos del MIT (EEUU), la Escuela de Medicina de Harvard (EEUU), el Real Instituto de Tecnología KTH (Estocolmo, Suecia) y la empresa farmacéutica Novo Nordisk (Dinamarca).

El equipo liderado por los investigadores del MIT Giovanni Traverso y Robert Langer explica que su dispositivo comestible, el aplicador auto-orientable milimétrico (SOMA, por sus siglas en inglés), posee tres características únicas: su forma bulbosa, un disparador para liberar el fármaco, y el aguijón especial de insulina.

Este dispositivo está inspirado en el caparazón de la tortuga leopardo, que mantiene al animal erguido. La parte curvada superior del caparazón del SOMA se expande en una base con esquinas labiadas, de forma que, cuando el dispositivo es ingerido, se voltea hasta que adquiere una posición vertical, con el aguijón apuntando hacia la superficie de la pared estomacal. Gracias a las endoscopias practicadas a los cerdos, los investigadores observaron que, comparados con otros caparazones con formas similares como esferas o elipses, este dispositivo se mantenía de pie por sí solo de manera consistente.

Según Traverso, han elegido como diana el estómago pues es el sitio más seguro del sistema digestivo para liberar el fármaco. El dispositivo llega al estómago de manera casi inmediata. Además, comenta, la elección de otras partes del sistema digestivo es un desafío, ya que el tiempo de digestión varía de una persona a otra, lo que significa que se tendría menos control sobre la liberación del fármaco. Por otro lado, la pared del estómago es lo suficientemente gruesa como para que el aguijón de insulina pueda entrar de lleno en el tejido sin hacer un agujero en ella.

Dentro del dispositivo hay un muelle comprimido, hecho de acero inoxidable, unido a un pincho que libera insulina. El muelle se mantiene comprimido gracias a un disparador basado en azúcares, mientras que el pincho se une a un mango biodegradable, hecho de óxido de polietileno (PEO) e hipromelosa (hidroxipropilmetilcelulosa), cerrado con una tapa sólida compuesta de un 80% de insulina y un 20% de PEO, todo ello empaquetado a alta presión.

A los pocos minutos de voltearse y ponerse en posición en el estómago, el disparador hecho de azúcares se disuelve en el húmedo entorno digestivo, liberando el muelle y pinchando el aguijón de insulina en el tejido estomacal. El equipo ha encontrado que los resultados de este dispositivo respecto a ingesta de insulina son comparables a los obtenidos mediante inyección manual de insulina en cerdos con el estómago vacío, y no se detectaron en estos animales signos de daño en el tejido.

Los investigadores dicen que el dispositivo es una prueba de concepto que podría ser usada para suministrar cualquier biomolécula terapéutica importante, como fármacos basados en ARN ó ADN. El equipo planea mantener la investigación con diferentes componentes del dispositivo, incorporando potencialmente más materiales biodegradables, y esperando poder probarlo en humanos en los próximos años.

Joseph Wang, experto en nano-ingeniería de la Universidad de California en San Diego (EEUU), comenta la relevancia del dispositivo y alaba la ingeniería creativa desarrollada para aumentar enormemente la capacidad de suministrar insulina oralmente. “Esta capacidad para suministrar insulina oralmente ofrece una interesante alternativa a las inyecciones subcutáneas de insulina”, comenta.

Traducido al español por Esteban Urriolabeitia para C&EN. La versión original (en inglés) puede leerse aquí.