Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Medicijninjecties kunnen tot het verleden behoren dankzij de uitvinding van een inslikbare capsule die een geneesmiddel direct in je maagwand prikt.
Diabetespatiënten moeten zichzelf met regelmaat injecteren met insuline. Dat is uiteraard geen pretje. Er is nu hoop voor deze en andere mensen die vaak medicijninjecties moeten ondergaan: wetenschappers van het MIT hebben in samenwerking met farmaceutisch bedrijf Novo Nordisk en Brigham and Women’s Hospital een injecteerbare pil ontwikkeld. De studie is verschenen in Nature Biotechnology.
Lees ook:
Zelf-oriënterend
De meeste op eiwitten gebaseerde medicijnen, zoals insuline bij diabetes en adalimumab bij onder meer de ziekte van Crohn en reumatoïde artritis, kunnen alleen via injectie worden toegediend. Bij orale inname zouden ze snel door de enzymen in de maag worden afgebroken.
Al jaren werkt het onderzoeksteam onder leiding van Giovanni Traverso aan een alternatieve strategie voor dit soort geneesmiddelen. Die kwam er in 2019 met de SOMA: self-orienting millimeter-scale applicator. Een capsule ter grootte van een blauwe bes met een vorm die geïnspireerd is op het schild van een panterschildpad. Zoals zo’n schildpad zichzelf weer rechtop kan zetten na op zijn rug te zijn gerold, kan de pil zichzelf zo oriënteren dat hij met zijn naald in de maagwand terechtkomt.
Binnenin de capsule
De naald van deze vroege versie van de injectiepil bestond uit samengeperst insuline. Bij injectie lost het medicijn (dat in vaste vorm is) vervolgens op in het maagweefsel. Op die manier komt er maximaal 300 microgram insuline in de bloedbaan. Dat is helaas niet genoeg voor de meeste eiwitmedicijnen.
De nieuwste variant is net een beetje anders. In plaats van het medicijn te vermommen als naald wordt hij nu binnenin de capsule bewaard. Daardoor past er in de L-SOMA (liquid-injecting self-orienting millimeter-scale applicator) maar liefst 4 milligram van een eiwitmedicijn (dus ruim dertien maal zoveel als de oude versie). Bovendien kan het geneesmiddel nu ook in vloeibare vorm zijn; dat betekent dat het sneller wordt opgenomen in het bloed.
Duwen en zuigen
Maar hoe werkt het injecteren dan? Daar hebben de wetenschappers een slim systeem voor bedacht. De pil bevat een naald en een plunjer (een zuiger, die je ook vindt op een gewone injectiespuit). Beide worden op hun plaats gehouden door een soort suikerklontje. Zodra de capsule in de natte omgeving van de maag komt, lost de suiker en komen de naald en de plunjer vrij. Zodra de naald door de eerder genoemde zelf-oriëntatie de maagwand vindt, wordt het medicijn door de plunjer de bloedvaten van de maag in ‘geduwd’.
Nadat de pil is geleegd, zuigt een tweede plunjer de naald weer terug naar binnen. Daarna zal het geheel de reis via het maagdarmstelsel verder afmaken, om vervolgens in de wc te belanden.
“Creatief en geavanceerd“
De injectiepil is getest in varkens in vier verschillende groepen. Elke groep ontving een ander medicijn: insuline, adalimumab, epinefrine (bij een heftige allergische reactie) of een GLP-1 agonist (voor diabetes type 2-patiënten). In de loop van de dagen ontvingen de dieren meerdere keren de capsule. Uit genomen bloedmonsters bleken de varkens dezelfde bloedconcentraties te bereiken als wanneer ze geïnjecteerd zouden worden via de normale weg. Ook waren er geen tekenen van schade aan de maagwand zichtbaar.
Hoogleraar drug targeting Klaas Poelstra (RUG) noemt de studie een verassende doorbraak. “De onderzoekers zeggen dat je met deze methode zelfs grote eiwitten zoals antistoffen in voldoende hoeveelheden via de mond en maag in het bloed kunt krijgen. De techniek is bijzonder creatief en geavanceerd, en kan de deuren openen voor vele geneesmiddelen.”
Meertrapsraket
Maar er moet natuurlijk nog veel gebeuren, vervolgt Poelstra: “Het betreft een ingewikkelde meertrapsraket, en net zoals bij echte raketten: er kan bij elke stap nog veel mis gaan voordat het toepasbaar is voor algemeen gebruik. Maar een mooie stap is het zeker.”
Het MIT gaat nu verder werken met Novo Nordisk om de L-SOMA daadwerkelijk gereed te maken voor klinische studies in mensen. Ook willen ze kijken of het mogelijk is om andere eiwitmoleculen op deze manier in het lichaam te brengen. Je kunt dan denken aan vaccins, zoals het coronavaccin.
Bronnen: Nature Biotechnology, MIT, Brigham and Women’s hospital
Beeld: Giovanni Traverso