Инновационный проект метаболической адаптации сахарного диабета липосомальной формой инсулина

Сахарный диабет — тяжелое хроническое заболевание, характеризующееся нарушением всех видов обмена веществ, и в первую очередь углеводного. В экономически развитых странах, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), сахарный диабет имеет прогрессивную тенденцию к дальнейшему распространению, особенно это касается возрастных групп старше 40 лет. Этому способствуют такие факторы, как увеличение численности населения земного шара, «старение» популяции, урбанизация, ожирение, низкая физическая активность и др. По прогнозам экспертов, распространенность сахарного диабета во всех возрастных группах увеличится к 2030 г. с 2,8%, какой она была в 2000 г., до 4,4%. При этом наиболее высокой она будет среди городских жителей развивающихся стран. В абсолютных цифрах общее количество больных к 2030 г. увеличится с 171 млн до 366 млн человек [1]. Это означает, что уже меньше чем через четверть века людей, вынужденных жить с сахарным диабетом, станет практически в два раза больше, что, в свою очередь, неизбежно приведет к весьма значительному увеличению затрат системы здравоохранения на лечение как самого сахарного диабета и его осложнений, так и патогенетически связанных с ним заболеваний. Широкое распространение, прогрессивный рост заболеваемости, частое развитие серьезных органных осложнений, и в первую очередь связанных с последствиями структурно-метаболических нарушений метаболизма глюкозы, приводящих к хроническому состоянию глюкозотоксичности, делают актуальным изучение сахарного диабета и разработку инновационных гипогликемических медикаментозных средств одной из наиболее важных проблем современной медицины.

Основным звеном в патогенезе сахарного диабета является абсолютная или относительная недостаточность инсулина. Сахарный диабет 1-го типа (инсулинозависимый) чаще развивается у наследственно предрасположенных к нему лиц вследствие аутоиммунного поражения β-клеток поджелудочной железы [2, 8]. У таких больных снижается секреция инсулина и в итоге развивается абсолютная недостаточность этого гормона. Поэтому такие больные постоянно нуждаются в экзогенном инсулине [2-4]. Однако некоторые виды экзогенных фармакопейных инсулинов, а также компоненты, входящие в состав препаратов инсулина, часто вызывают образование антител, высокая концентрация которых приводит к резистентности к этому гормону [3, 5]. С введением в лечебную практику новых видов инсулинов резистентность к нему стала встречаться реже, однако другие осложнения инсулинотерапии все еще встречаются в практике врачей-эндокринологов [3, 6, 7].

К сожалению, на сегодняшний день сахарный диабет по-прежнему неизлечим. Больные сахарным диабетом 1-го типа вынуждены принимать препараты инсулина на протяжении всей жизни, что, несомненно, ухудшает их качество жизни и причиняет значительные психоэмоциональные и материально-бытовые неудобства. Существующие доступные фармакопейные препараты инсулинов имеют строгие температурные режимы хранения и до настоящего времени вводятся инъекционным способом [2].

Поэтому появление новых форм инсулинов, особенно с непарентеральным способом введения, с физиологическим структурно-метаболическим действием и хорошим гликемическим контролем, которые максимально имитируют биологическое действие эндогенного инсулина, должно предложить больным сахарным диабетом новый стиль жизни, обеспечить им новое качество жизни, дать им возможность жить, как и здоровым людям, не страдая от проявлений болезни и осложнений медикаментозной терапии.

Цель и задача исследования

Целью настоящего исследования было апробирование инновационной лекарственной формы инсулина, полученной путем инкорпорации молекулы полусинтетического инсулина человека в модифицированную липосому [9].

Задача исследования — изучить новую лекарственную форму с выраженным гипогликемическим физиологическим структурно-метаболическим действием, исключающую негативные осложнения многих фармакопейных инъекционных инсулинов, позволяющую избежать соблюдения строгого температурного режима, предъявляемого к фармакопейным инъекционным инсулинам, предложить новый стиль жизни больным инсулинозависимым диабетом, обеспечить им новое качество жизни.

Материалы и методы

Исследуемая лекарственная субстанция гипогликемического действия представляла собой истинный водный раствор инсулина, расфасованного во флакон с дозируемой капельницей по 20 мл в промышленных условиях. В 1 мл исследуемого препарата содержалось 20 ЕД полусинтетического инсулина человека и 8 мг аскорбиновой кислоты. С помощью дозируемой пипетки можно было легко определить дозу инсулина на прием. Препарат соответствовал требованиям современной фармакопеи, обладал термостабильными свойствами, при хранении не требовал соблюдения строгого температурного режима, предъявляемого к фармакопейным инсулинам, обладал бактерицидными свойствами, что, несомненно, удобно в бытовом аспекте.

Исследования проводились на базе центральной научно-исследовательской лаборатории Харьковского государственного медицинского университета на интактных крысах популяции Вистар с массой 170-180 г. Глюкозу крови определяли ферментативным методом при помощи тест-систем отечественного производства.

Животные были распределены на семь экспериментальных групп, по 30 крыс в каждой группе. Всем животным определялся базальный уровень глюкозы в крови после предварительного голодания на протяжении 6 часов, который был условно принят за 100%. Кровь для исследования забиралась из хвостовой вены животного.

Контрольная группа состояла из 30 крыс популяции Вистар массой 170-180 г (рис. 1), которым перорально после предварительного голодания в течение 6 часов через зонд в качестве плацебо вводилась обычная вода в объеме 0,25 мл. После этого через 20, 40, 60, 90 мин и через 2 часа забиралась кровь из хвостовой вены животного для определения содержания глюкозы в крови. Как видно из рис. 1, на 20-й минуте наблюдалось достоверное повышение концентрации глюкозы крови на 17,5% от исходного уровня. Очевидно, это можно расценить как следствие стресс-фактора на пероральное введение жидкости. Однако уже на 40-й минуте концентрация глюкозы крови приближалась к исходному уровню и была повышена только на 4,9%, а на 60-й минуте находилась уже на базальном уровне (рис. 1).

Во вторую группу входило 30 крыс популяции Вистар массой 170-180 г. Этой группе животных перорально после предварительного 6-часового голодания через зонд вводился водный раствор инсулина, полученный по инновационной технологии, в липосомальной форме, в дозе 5 ЕД инсулина и 2 мг аскорбиновой кислоты.

Инсулин, используемый в этой группе животных, хранился с соблюдением температурного режима, предъявляемого к фармакопейным инсулиновым препаратам, в темноте при температуре 2 до 8°С. Как видно из рис. 2, на 20-й минуте отмечалось достоверное снижение концентрации глюкозы крови на 25% от исходного уровня. На 40-й минуте концентрация глюкозы крови снижалась на 44,5% от исходных величин с последующим постепенным возвращением. Так, уже на 60-й минуте отмечалось повышение концентрации глюкозы крови до 63%, а на 90-й минуте — до 87% от исходных цифр, с последующим возвращением к исходным цифрам через 2 часа.

Третью группу составляло 30 крыс популяции Вистар массой 170-180 г, которым через зонд после предварительного голодания в течение 6 часов перорально вводился водный раствор инсулина в липосомальной форме в дозе 5 ЕД инсулина и 2 мг аскорбиновой кислоты. Препарат хранился без соблюдения правил, предъявляемых к фармакопейным инсулинам, при обычной комнатной температуре и на свету. Более того, инсулин перед пероральным введением нагревался на водяной бане до 40 °С. Как видно из рис. 3, отмечалось достоверное снижение концентрации глюкозы крови на 20-й минуте на 27%, с максимальным снижением на 40-й минуте до 47% от исходных величин. На 60-й минуте глюкоза крови была снижена на 42%, а на 90-й минуте — уже на 14,5% с последующим плавным возвращением к исходным величинам к концу второго часа. Показатели концентрации глюкозы крови у крыс в третьей группе мало отличались от показателей во второй группе, что подтверждает термостабильные свойства исследуемого модифицированного липосомального инсулина, полученного по инновационной технологии.

В четвертой группе, состоящей из 30 крыс популяции Вистар массой 170-180 г, перорально после предварительного голодания в течение 6 часов вводился водный раствор инсулина в липосомальной форме в дозе 5 ЕД инсулина и 2 мг аскорбиновой кислоты. Препарат хранился без соблюдения температурных правил, предъявляемых к фармакопейным инъекционным инсулинам. Более того, предварительно нагревался на водяной бане до 60°С с последующим естественным остыванием перед пероральным введением животному до температуры тела. Показатели концентрации глюкозы крови в этой группе, как видно из рис. 4, практически не отличались от предыдущей группы. Отмечалось достоверное снижение концентрации глюкозы крови на 20-й минуте на 27,5%, с максимальным снижением на 40-й минуте до 47,3% от исходных величин. На 60-й минуте глюкоза крови была снижена на 42,1%, а на 90-й минуте — уже на 14,3%, с плавным возвращением к исходным величинам к концу второго часа. Показатели концентрации глюкозы крови у крыс четвертой группы после перорального введения липосомального инсулина подтверждают стабильность и адекватность биологического действия субстанции, полученной инновационным путем, даже после термической обработки препарата, подтверждая тем самым его термостабильные свойства.

Учитывая, что в 3-й и 4-й группах отмечалось незначительное, но достоверное (р 0,05) снижение концентрации глюкозы крови на 20-й и 40-й минутах, пятой группе крыс популяции Вистар массой 170-180 г в количестве 30 животных после предварительного голодания в течение 6 часов вводился водный раствор инсулина в липосомальной форме в дозе 5 ЕД инсулина и 2 мг аскорбиновой кислоты. Препарат хранился без соблюдения правил, предъявляемых к фармакопейным инсулинам, и предварительно нагревался до температуры тела животного (рис. 5). Как видно из рис. 5, отмечалось достоверное снижение концентрации глюкозы крови на 20-й минуте на 27,1%, с максимальным снижением на 40-й минуте до 47,2% от исходных величин. На 60-й минуте глюкоза крови была снижена на 42,1%, а на 90-й минуте — уже на 14,5%, с плавным возвращением к исходным величинам к концу второго часа. Это можно объяснить тем, что при температуре препарата, близкой к температуре тела животного, происходит более быстрое всасывание ингредиентов через слизистую желудочно-кишечного тракта и соответственно более раннее включение молекулы эндогенного инсулина в структурно-метаболический каскад активации метаболизма глюкозы.

Шестая группа животных состояла из 30 крыс популяции Вистар массой 170-180 г, которым после предварительного голодания в течение 6 часов перорально вводился водный раствор инсулина в липосомальной форме в дозе 5 ЕД инсулина и 2 мг аскорбиновой кислоты. Препарат хранился без соблюдения правил, предъявляемых к фармакопейным инъекционным инсулинам, в течение 60 суток (рис. 6).

Как видно из рис. 6, отмечалось достоверное снижение концентрации глюкозы крови на 20-й минуте на 27,2%, с максимальным снижением на 40-й минуте до 47% от исходных величин. На 60-й минуте глюкоза крови была снижена на 42,3%, а на 90-й минуте — на 14,7%, с плавным возвратом к исходным величинам к концу второго часа.

Вышеприведенные данные говорят в пользу того, что несоблюдение температурных условий хранения, предъявляемых к фармакопейным инсулинам, не снижает биологическое действие модифицированного липосомального инсулина, полученного по инновационной технологии.

Седьмой группе животных, состоящей из 30 крыс популяции Вистар массой 170-180 г, предварительно голодавшей в течение 6 часов, вводился фармакопейный инъекционный инсулин короткого действия, произведенный на основе молекулы полусинтетического инсулина человека, стандартным парентеральным способом в дозе 5 ЕД (рис. 7). Препарат хранился с соблюдением правил, предъявляемых к фармакопейным инсулинам — при температуре от 2 до 8°С.

Как видно из рис. 7, отмечалось достоверное снижение концентрации глюкозы крови на 20-й минуте на 19,7%, на 40-й минуте — до 40,3%, на 60-й минуте — 43% от исходных величин. На 90-й минуте глюкоза крови была снижена на 29%, с постепенным возвращением к исходным величинам к концу 2-го часа.

Выводы

Анализируя полученные результаты, можно прийти к выводу, что апробированная инновационная лекарственная субстанция в виде водного раствора модифицированного липосомального инсулина может в ближайшем будущем перейти из разряда фундаментальных исследований в раздел прикладной медицины и использоваться для лечения больных сахарным диабетом, нуждающихся в инсулине.

Изучаемый инновационный гипогликемический препарат на основе полусинтетического инсулина человека в ближайшее время может и должен исключить все осложнения и неудобства классических инъекционных фармакопейных инсулинов, обеспечив больным сахарным диабетом новое качество жизни.

Таким образом, есть все основания предполагать, что в ближайшее время в арсенал врачей-эндокринологов поступят новые инновационные инсулины, принципиально нового класса, с непарентеральным способом введения, позволяющие достигать хорошего гликемического контроля.

Дальнейшая работа в этом направлении позволит получить принципиально новый препарат следующего поколения путем инкорпорации молекулы инсулина в стелизированную липосому с активным молекулярным адресом и хорошей тканевой чувствительностью, что позволит максимально имитировать действие эндогенного инсулина, а исследования в этом направлении перевести из разряда фундаментальных наук в область прикладной медицины.


Источник: “http://www.mif-ua.com/archive/article/2093”

ТОП новости

Вход

Меню пользователя