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Ingenieros de materiales de la Universidad de Stanford han desarrollado un novedoso sistema de administración de medicamentos de hidrogel que transforma las inyecciones diarias o semanales de medicamentos para la diabetes y el control de peso como Ozempic, Mounjaro, Trulicity, Victoza y otros en solo una vez cada cuatro meses. En un nuevo estudio publicado en Cell Reports Medicine, los investigadores creen que un sistema de este tipo mejorará en gran medida el control de la diabetes y el peso, mejorará el cumplimiento de los medicamentos por parte de los pacientes y ayudará a las personas con diabetes tipo 2 a mejorar los resultados de salud a largo plazo.

Todos estos medicamentos funcionan imitando la hormona péptido similar al glucagón 1 (GLP-1). Pero, por muy buenas que sean para ayudar a las personas a controlar su dieta y su peso, las típicas inyecciones diarias o semanales son una carga para muchos pacientes. «La adherencia es uno de los mayores desafíos en el manejo de la diabetes tipo 2», dijo Eric Appel, profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales en Stanford e investigador principal del nuevo hidrogel que permite la liberación lenta de los medicamentos de control de la dieta durante muchos meses. «Necesitar sólo tres inyecciones al año haría mucho más fácil para las personas con diabetes u obesidad seguir sus regímenes farmacológicos».

Quinientos millones de personas en todo el mundo padecen diabetes tipo 2, incluidos 130 millones sólo en Estados Unidos. Se estima que el tratamiento le cuesta a los Estados Unidos más de 400 mil millones de dólares cada año. Introducidos recientemente, los medicamentos GLP-1 han sido descritos como «medicamentos milagrosos» con pocos efectos secundarios y un control profundo de la ingesta de energía al ayudar a los pacientes a sentirse más saciados y menos hambrientos y al abordar otros efectos dietéticos relacionados con la recompensa.

Nuevos hidrogeles nanocompuestos

El secreto del hidrogel está en las características físicas únicas de las nanopartículas que se encuentran en su corazón. Los hidrogeles no son nuevos (muchas personas hoy en día usan lentes de contacto hechos de hidrogeles, por ejemplo), pero están diseñados para resistir el desgarro y mantener su forma. En cambio, el hidrogel de Appel está diseñado con polímeros y nanopartículas que están débilmente unidas entre sí para mantenerse juntas como un gel pero que se disipan lentamente con el tiempo.

El hidrogel se forma a partir de una malla de cadenas de polímeros y nanopartículas que retienen las moléculas del fármaco hasta que la malla se disuelve, liberando los fármacos. «Nuestro hidrogel se derrite durante muchos meses como un terrón de azúcar que se disuelve en agua, molécula a molécula», explicó Appel. «A menudo me refiero a que la malla se mantiene unida mediante una especie de velcro molecular que se adhiere bastante bien pero que luego se puede separar fácilmente».

El nuevo hidrogel, técnicamente conocido como hidrogel de nanopartículas de polímero (PNP), tiene una calidad «perfecta» de flujo similar a un fluido que se puede inyectar fácilmente usando agujas disponibles en el mercado, pero una estabilidad similar a un gel lo suficientemente duradera en el cuerpo para durar el período completo de cuatro meses. Las moléculas de los fármacos GLP-1 se formulan en el hidrogel y se distribuyen de manera similar con el tiempo a medida que el hidrogel se derrite lentamente. El médico inyecta una pequeña porción de gel, conocida como «depósito», del hidrogel cargado de medicamento debajo de la piel en un lugar conveniente, como debajo del brazo. La clave para el ingeniero es diseñar el hidrogel de tal manera que haga que este depósito sea lo suficientemente pequeño como para ser cómodo y discreto para el paciente, pero lo suficientemente grande y duradero para durar los cuatro meses completos. Appel cree que su equipo ha logrado esa medida de control. «Elegimos cuatro meses para igualar la cadencia con la que las personas realmente se reúnen con su médico o endocrinólogo y por qué fuimos tan específicos con el período de publicación», dijo Appel.

Potencial prometedor

Hasta ahora, el equipo ha probado el nuevo sistema de administración de fármacos en ratas de laboratorio con gran éxito. En ratas, una sola inyección de esta terapia basada en hidrogel mejora el control de la glucosa en sangre y el peso en comparación con las inyecciones diarias de un fármaco comercial líder, anotó Appel.

Si bien este hidrogel en particular fue diseñado específicamente para el régimen de control de cuatro meses de GLP-1, Appel dijo que el equipo ha ajustado con éxito los plazos de liberación desde días hasta más de seis meses. Añade que estos sistemas se han utilizado con otras proteínas, vacunas e incluso células terapéuticas, y hay pruebas de que los fármacos GLP-1 también pueden reducir el riesgo de enfermedad cardiovascular. Todos estos signos apuntan a la prometedora posibilidad de que este sistema de administración de fármacos pueda aplicarse a otros fármacos y otras enfermedades. «Incluso ha habido resultados realmente prometedores en niños con diabetes tipo 1», dijo Appel sobre la promesa que se avecina. El siguiente paso serán las pruebas en cerdos, cuya piel y sistemas endocrinos son más similares a los de los humanos. Si esos ensayos van según lo planeado, Appel podría realizar ensayos clínicos en humanos dentro de un año y medio o dos años. «Como mínimo, hemos abierto un camino para la liberación prolongada de tratamientos terapéuticos antidiabéticos y contra la obesidad basados ​​en GLP-1 que podrían tener un impacto beneficioso en el control de la diabetes tipo 2 y, tal vez, también en otras afecciones.» dijo Appel.

Fuente: https://medicalxpress.com

Referencia: d’Aquino AI, Maikawa CL, Nguyen LT, et al. Use of a biomimetic hydrogel depot technology for sustained delivery of GLP-1 receptor agonists reduces burden of diabetes management. Cell Rep Med. 2023 Nov 21;4(11):101292.