Ingenieros de la Universidad de Stanford han desarrollado una tecnología de almacenamiento de hidrogel inyectable que permite inyectar el fármaco GLP-1 cada cuatro meses, en lugar de inyecciones repetidas todos los días. Este medicamento de inyección única a base de hidrogel puede reducir significativamente la frecuencia de la intervención terapéutica, mejorar significativamente la calidad de vida de los pacientes y reducir las complicaciones del tratamiento de la diabetes.

Los ingenieros de materiales de la Universidad de Stanford han desarrollado un nuevo sistema de administración de hidrogel que convierte las inyecciones diarias o semanales de medicamentos para la diabetes y el control del peso (como Ozempic, Mounjaro, Trulicity, Victoza, etc.) en inyecciones cada cuatro meses. Los investigadores creen en un nuevo estudio publicado en Cell Reports Medicine el 21 de noviembre que este sistema mejorará en gran medida la diabetes y el control del peso, aumentará el cumplimiento de la medicación por parte de los pacientes y ayudará a los pacientes con diabetes tipo 2 a mejorar su salud a largo plazo.

Estos medicamentos actúan imitando la hormona péptido similar al glucagón 1 (GLP-1). Pero si bien estos medicamentos pueden ayudar a las personas a controlar su dieta y peso, las inyecciones diarias o semanales pueden ser una carga para muchos pacientes.

Eric Appel, profesor asociado en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Stanford e investigador principal del nuevo hidrogel, dijo: "La adherencia al tratamiento es uno de los mayores desafíos en el manejo de la diabetes tipo 2. Sólo tres inyecciones al año facilitarán que los pacientes con diabetes u obesidad cumplan con su medicación".

500 millones de personas en todo el mundo tienen diabetes tipo 2, incluidos 130 millones sólo en los Estados Unidos. Se estima que el costo anual del tratamiento en los Estados Unidos asciende a 400 mil millones de dólares. El GLP-1, un fármaco que ha aparecido recientemente, ha sido aclamado como un "fármaco milagroso" que tiene pocos efectos secundarios y puede controlar eficazmente la ingesta de energía al ayudar a los pacientes a aumentar la saciedad, reducir el hambre y abordar otros efectos dietéticos relacionados con la recompensa.

Nuevo hidrogel nanocompuesto

El secreto de los hidrogeles radica en las propiedades físicas únicas de las nanopartículas en su núcleo. Los hidrogeles no son nuevos (por ejemplo, los lentes de contacto que muchas personas usan hoy en día están hechos de ellos), pero estos hidrogeles están diseñados para resistir el desgarro y mantener su forma. El hidrogel está diseñado con polímeros y nanopartículas que están débilmente unidas entre sí, por lo que permanecen juntas como un gel pero se disipan lentamente con el tiempo. Los hidrogeles son redes de cadenas de polímeros y nanopartículas que mantienen las moléculas del fármaco en su lugar hasta que la red se disuelve, liberando el fármaco.

"Nuestro hidrogel se derrite en un período de meses, como un terrón de azúcar en agua que se disuelve molécula a molécula", explica Appel. "A menudo digo que el hidrogel se mantiene unido con una especie de velcro molecular que se adhiere bien pero que se puede separar fácilmente".

El nuevo hidrogel, técnicamente conocido como hidrogel de nanopartículas de polímero (PNP), tiene un flujo de líquido "suficiente" para inyectarse fácilmente con una aguja disponible en el mercado, y es similar a un gel y lo suficientemente estable en el cuerpo como para durar hasta cuatro meses. Las moléculas del fármaco GLP-1 se formulan en el hidrogel. Con el tiempo, el hidrogel se derrite lentamente y las moléculas del fármaco también se empaquetan.

Su médico inyectará un pequeño trozo de hidrogel que contiene el medicamento en un lugar conveniente debajo de la piel, como la axila. Para los ingenieros, la clave era cómo diseñar el hidrogel de modo que fuera lo suficientemente pequeño como para resultar cómodo y discreto para el paciente, pero lo suficientemente grande y duradero como para durar cuatro meses completos. Appel cree que su equipo ha logrado esta medida de control.

"Elegimos el período de cuatro meses para que coincidiera con el momento en que las personas realmente consultarían a su médico o endocrinólogo, razón por la cual fuimos tan específicos sobre el período de publicación", dijo Appel.

El potencial es prometedor

Hasta ahora, el equipo ha probado el nuevo sistema de administración de fármacos en ratones de laboratorio con gran éxito. Una sola inyección de esta terapia basada en hidrogel mejoró el nivel de azúcar en sangre y el control del peso en ratas en comparación con las inyecciones diarias de un fármaco comercial importante.

Si bien este hidrogel en particular fue diseñado específicamente para un régimen de prueba de GLP-1 de cuatro meses, el equipo ha ajustado con éxito el plazo de liberación para que vaya desde unos pocos días hasta seis meses. Este sistema se ha utilizado en otras proteínas, vacunas e incluso células terapéuticas, y hay evidencia de que los fármacos GLP-1 también reducen el riesgo de enfermedad cardiovascular. Todas estas señales apuntan a posibles aplicaciones de este sistema de administración de fármacos para otros fármacos y otras afecciones. Incluso se han obtenido resultados muy prometedores en niños con diabetes tipo 1.

Los investigadores lo probarán a continuación en cerdos, cuya piel y sistemas endocrinos son más similares a los de los humanos. Si estos ensayos salen según lo planeado, podríamos ver ensayos clínicos en humanos dentro de un año y medio o dos años.

"Como mínimo, hemos allanado el camino para una liberación prolongada de tratamientos antidiabéticos y contra la obesidad basados ​​en GLP-1, que podrían tener efectos beneficiosos en el tratamiento de la diabetes tipo 2 y quizás de otras enfermedades", afirmó Appel.