Polímeros que liberam insulina estimulados pela luz podem facilitar a vida de diabéticos

Por Renata  Kaminski                                                                                                                   Dpto. de Química, UFS / Aracajú – SE

Imagem modificada a partir do artigo original.

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Em pacientes com diabetes do tipo 1, a insulina injetável continua sendo o principal tratamento para regular os níveis de glicose no sangue. A concentração de glicose no sangue é variável durante o dia, devido a fatores como dieta, exercícios e outras atividades. Isso faz com que a regulagem das doses de insulina, em pacientes com diabetes do tipo 1, seja um desafio constante. Em pacientes normais, o pâncreas se encarrega de produzir e controlar os níveis de insulina no sangue. Sendo assim, existe um grande interesse na criação de um pâncreas artificial ou sistemas que sejam capazes de liberar quantidades variáveis de insulina em resposta aos níveis sanguíneos de glicose. A melhor alternativa atualmente é um monitor dos níveis de glicose acoplado a uma bomba de insulina externa. A bomba libera quantidades de insulina no sangue quando os níveis de glicose aumentam. Esse sistema é resistente e tem bons resultados, no entanto tem a desvantagem de precisar de uma cânula ligando o organismo à bomba, que fica no exterior do corpo. Com isso, existe a possibilidade de entupimento, sendo necessárias trocas frequentes, além do risco constante de infecções. Tentando resolver esses problemas, cientistas americanos estão trabalhando no desenvolvimento de um sistema menos invasivo. Desenvolveram e testaram in vivo um polímero capaz de liberar a insulina a partir de estímulo de radiação UV. Seus resultados muito promissores foram publicados no periódico científico Molecular Pharmaceutics.

Para preparar o material eles conseguiram ligar moléculas de insulina a um polímero comercial de poliestireno e polietilenoglicol, através de moléculas contendo ligações químicas sensíveis à luz. A ligação entre o polímero e a insulina se quebra quando exposta à luz ultravioleta (comprimento de onda de 365 nm), liberando a insulina. O material tem dois componentes-chave: 1) o polímero insolúvel, porém facilmente injetável, que mantém o material no local injetado; 2) a ligação entre o polímero e a insulina, que libera a insulina nativa pela fotólise (quebra pela luz).

Nos testes, os cientistas injetaram quantidades desse gel em ratos, formando uma pequena esfera de 10 micrômetros (1/100 de um milímetro) e posicionaram uma fonte de luz do tamanho de uma moeda em cima do local. Ligaram a fonte por 2 minutos e mediram os níveis de insulina e glicose no sangue a cada 15 minutos. A liberação da insulina teve início 5 minutos após a exposição à luz, atingiu seu pico em 25 minutos e depois estabilizou.

Estudaram também animais que não foram expostos à luz, mas que receberam o polímero também. Sem exposição à luz ultravioleta (365 nm), a insulina não é liberada, demonstrando que a luz realmente é o que controla a quebra da ligação. Os níveis de glicose diminuíram em resposta à insulina, porém se mantiveram elevados no grupo de controle (que não foi exposto à luz). Após 65 minutos eles ativaram o polímero novamente para uma segunda dose.

Os cientistas trabalham no desenvolvimento de uma segunda geração, utilizando polímeros biodegradáveis, para diminuir a toxicidade associada à matriz polimérica. Além disso, o grupo di-metoxi nitrofenil etil, que quebra sua ligação com a luz, requer um comprimento de onda potencialmente danoso aos tecidos. Para resolver esse problema, os cientistas trabalham em compostos que sofrem fotólise com luz visível, reduzindo os problemas associados à toxicidade da luz ultravioleta. Em um futuro próximo, pretendem adicionar uma quantidade maior de insulina, para possibilitar a injeção de esferas cada vez menores de polímero.

Esse tipo de material pode ser aplicado para liberação de vários outros tipos de moléculas, desde pequenas proteínas até medicamentos que necessitem de aplicação frequente e regular. Essa tecnologia dará maior flexibilidade ao paciente e diminuirá a toxicidade dos medicamentos.

Para acessar o artigo original, clique aqui.

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