Forscher haben eine neuartige Methode zur Insulinabgabe durch die Haut entwickelt, die möglicherweise Injektionen überflüssig macht. Ein neues Polymer, das die Hautschichten durchdringen soll, hat bei Mäusen und Minischweinen eine schnelle Normalisierung des Blutzuckerspiegels gezeigt, vergleichbar mit herkömmlichen Insulininjektionen. Dieser Durchbruch, der in einer am 19. November in Nature veröffentlichten Studie detailliert beschrieben wird, könnte das Diabetes-Management revolutionieren, indem er die Insulinabgabe so einfach wie das Anbringen eines Pflasters macht.
Die Herausforderung der transdermalen Insulinabgabe
Seit Jahren suchen Wissenschaftler nach wirksamen Möglichkeiten, Medikamente – insbesondere große Moleküle wie Insulin – durch die Haut zu verabreichen. Die natürliche Barriere der Haut verhindert die Durchdringung vieler Substanzen und Insulin kann nicht oral eingenommen werden, da es vom Verdauungssystem abgebaut wird. Bestehende Methoden zur Verbesserung der Hautpermeabilität, wie etwa Mikronadeln oder chemische Permeationsverstärker, bergen das Risiko einer Infektion oder Hautschädigung.
Wie das neue Polymer funktioniert
Das Team der Universität Zhejiang unter der Leitung des Bioingenieurs Youqing Shen hat ein Polymer entwickelt, das den natürlichen pH-Gradienten der Haut nutzt. Der Säuregehalt der Haut nimmt mit der Tiefe zu. Das Polymer ist zunächst positiv geladen und bindet an Fettsäuren in den äußersten Hautschichten (pH 4–5). Wenn es tiefer in die Haut eindringt (pH-Wert etwa 7), wird das Polymer neutral, löst sich von den Fettsäuren und diffundiert durch das Gewebe.
„Das Polymer fungiert als Lokomotive, mit Insulin als Ladung“, erklärt Shen.
Das Polymer war chemisch an Insulin gebunden, sodass es durch die Haut gelangen und glukoseregulierende Gewebe wie die Leber erreichen konnte. Die Bildgebung bestätigte, dass das kombinierte Molekül erfolgreich durch die Haut in den Blutkreislauf gelangt.
Ergebnisse in Tiermodellen
Bei diabetischen Mäusen und Minischweinen – deren Haut der menschlichen Haut sehr ähnelt – senkte die Polymer-Insulin-Verbindung den Blutzucker innerhalb von ein bis zwei Stunden auf normale Werte, was der Geschwindigkeit der Injektionen entsprach. Entscheidend ist, dass die Wirkung 12 Stunden anhielt, deutlich länger als die vierstündige Dauer der herkömmlichen Insulinabgabe. In den Tiermodellen wurden keine Nebenwirkungen beobachtet.
Nächste Schritte und umfassendere Auswirkungen
Während das Polymer in Tierversuchen keine unmittelbare Toxizität zeigte, muss die langfristige Sicherheit am Menschen streng getestet werden. Forscher verfeinern außerdem die Dosierungskontrolle, um gefährliche Blutzuckerabfälle zu vermeiden. Das Team weitet diese Technologie auf andere Medikamente aus, darunter Semaglutid (den Wirkstoff in Ozempic), mit vielversprechenden ersten Ergebnissen.
Laut dem Chemieingenieur Robert Langer vom MIT werden Versuche am Menschen für die Bewertung sowohl der Wirksamkeit als auch der langfristigen Sicherheit von entscheidender Bedeutung sein. Die Entwicklung stellt einen bedeutenden Schritt hin zu einer komfortableren und zugänglicheren Diabetesbehandlung dar.
Diese Technologie könnte die Art und Weise, wie Millionen Menschen mit Diabetes umgehen, verändern und von schmerzhaften und unbequemen Injektionen zu einer einfacheren, pflasterbasierten Lösung übergehen.
