نجح مهندسو معهد جورجيا للتكنولوجيا في ابتكار حبة دواء يمكنها توصيل الأنسولين وغيره من الأدوية القابلة للحقن بشكل فعال، مما يجعل الأدوية الخاصة بالأمراض المزمنة أسهل في تناولها بالنسبة للمرضى، وأقل تدخلاً، وربما أقل تكلفة.

وبالإضافة إلى الأنسولين، يمكن استخدامه أيضًا في دواء سيماجلوتايد - وهو دواء GLP-1 الشهير الذي يُباع باسم Ozempic وWegovy - ومجموعة من الأدوية الأخرى القائمة على البروتين الأكثر مبيعًا مثل الأجسام المضادة وهرمون النمو والتي تشكل جزءًا من سوق تبلغ قيمته 400 مليار دولار.

عادةً ما تُحقن هذه الأدوية لأنها لا تستطيع اختراق الحواجز الواقية للجهاز الهضمي، تستخدم كبسولة معهد جورجيا للتكنولوجيا الجديدة 'انفجارًا' صغيرًا مضغوطًا لإطلاق الدواء عبر تلك الحواجز في الأمعاء الدقيقة وصولًا إلى مجرى الدم، على عكس التصميمات الأخرى، لا يحتوي على أجزاء متحركة معقدة ولا يتطلب بطارية أو طاقة مخزنة.

قال مارك براوسنيتز ، الذي ابتكر الحبة في مختبره مع طالب الدكتوراه السابق جوشوا بالاسيوس وباحثين طلاب آخرين: ' تقدم هذه الدراسة طريقة جديدة لتوصيل الدواء بسهولة مثل ابتلاع حبة دواء وتحل محل الحاجة إلى الحقن المؤلمة'.

في اختبارات معملية على الحيوانات، أظهرت كبسولتهم انخفاضًا في مستويات السكر في الدم تمامًا مثل حقن الأنسولين التقليدية، نشر الباحثون تصميم حبوبهم ونتائج دراستهم في 8 يوليو في مجلة Journal of Controlled Release .

قال براوسنيتز، أستاذ ورائد أعمال في جامعة ريجنتس ورئيس قسم ج. إرسكين لوف جونيور في كلية الهندسة الكيميائية والجزيئية الحيوية : 'كان من المهم لنا ألا نحوّل هذه الكبسولة إلى جهاز أو آلة معقدة'. وأضاف: 'لقد صنع آخرون أجهزة ميكانيكية لتوصيل البروتين، يمكن وضعها في الفم أو بلعها، لكنها مكلفة ومعقدة. أردنا صنع كبسولة تستخدم تركيبة صيدلانية بسيطة، غير مكلفة في التصنيع، لكنها تتمتع بقوة الجهاز الميكانيكي في زيادة توصيل الدواء'.

تعتمد الحبة على تفاعل فقاعات مجرب وفعال بين الماء وبيكربونات الصوديوم لزيادة الضغط داخل الكبسولة بعد بلعها. في النهاية، يتغلب الضغط على نقطة ضعف صغيرة في الغلاف الجيلاتيني للحبة، مما يؤدي إلى تناثر جزيئات الدواء.

السرعة العالية لهذا 'الانفجار' تجرف المخاط الذي يبطن الأمعاء، كما لو أن دفقة هواء تدفع الماء جانبًا. يضع الدواء بجوار الخلايا الظهارية التي تنقله إلى مجرى الدم، ولأن جزيئات الدواء تتحرك بسرعة كبيرة، فإن الإنزيمات الآكلة للبروتين لا تملك فرصة لتفكيكها.

الكبسولة نفسها مصنوعة من مادة الجيلاتين نفسها المستخدمة في الأقراص الموجودة في خزانة الأدوية، وقد قُوّيت بتعريضها للأشعة فوق البنفسجية لمساعدتها على تحمّل الظروف القاسية في المعدة والأمعاء الدقيقة. تحتوي الكبسولة على حجرة داخلية صغيرة تحتوي على الدواء، وتُثبّته لإخراجه بكفاءة.

قال جوشوا بالاسيوس، المؤلف الأول للدراسة وطالب دكتوراه سابق في مختبر براوسنيتز : 'منذ البداية، وضعنا هدفًا لتطوير الكبسولة بحيث تتوافق تمامًا مع طرق تصنيع الكبسولات التقليدية'. وأضاف : 'من الواضح أننا نتبع بعض الطرق المختلفة، ولكن من الضروري إنتاج هذه الكبسولات بتكلفة منخفضة وبكميات كبيرة، إن الاستفادة من عمليات التصنيع الحالية أمرٌ أساسي لإحداث تأثير واسع النطاق باستخدام هذه التقنية'.

حتى الآن، لا تتوفر طرق توصيل الأنسولين عن طريق الفم للمرضى، ورغم وجود بعض الأدوية البروتينية الأخرى التي تُؤخذ عن طريق الفم، إلا أن معظمها لا يُمتص جيدًا في الأمعاء. على سبيل المثال، يمتص الجسم أقل من 1% من دواء سيماجلوتيد الفموي، المسمى ريبيلسوس؛ بينما تُهدر نسبة 99% المتبقية، صُممت كبسولة الأنسولين التي طورها براوسنيتز وفريقه لزيادة هذا الامتصاص، مما يتطلب كمية أقل من الدواء ويزيد من فعاليته.

ويعمل الفريق الآن على زيادة نسبة الدواء الذي يتم امتصاصه واستكشاف أدوية أخرى يتم حقنها إلى جانب الأنسولين والتي قد تعمل في كبسولاتهم، مثل السيماجلوتيد.

المصدر: coe.gatech.edu